Галактики, находящиеся в нитях и узлах крупномасштабной структуры, сформированной темной материей, обладают повышенным содержанием тяжелых элементов и демонстрируют более интенсивную эволюцию по сравнению с галактиками, не входящими в подобные образования.
В глобальном масштабе наша Вселенная выглядит как сложная сеть: невидимая темная материя формирует переплетения и пересечения нити, эта структура представляет собой сеть, вдоль которой расположены основные скопления галактик « космическая паутина» — ключевой элемент организации Вселенной, оказывающий значительное влияние на развитие всех ее компонентов. Недавно астрономы выяснили, что местоположение галактики в структуре темной материи влияет на ее состав. Об этом сообщается в их новой статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.
Следует отметить, что изначально Вселенная представляла собой совокупность самых простых элементов, главным образом водорода, а также небольшого количества гелия и лития. Все остальные элементы (астрономы используют не совсем точный термин «металлы») сформировались уже позже, в процессе ядерных реакций внутри звёзд и при взрывах сверхновых. В связи с этим, более молодые галактики и звёзды, как правило, содержат меньше этих элементов, чем более старые, что оказывает значительное воздействие на их развитие.
Сотрудники Эдинбургского университета (Шотландия), в частности Каллум Доннан, проанализировали данные, полученные в ходе обзора SDSS, для оценки содержания металлов в межзвездной среде множества галактик, расположенных на расстоянии до миллиарда световых лет, было проведено исследование. В результате выяснилось, что галактики, находящиеся в точках «космической паутины», характеризуются более высоким содержанием тяжелых элементов. Аналогичная, но менее выраженная зависимость выявлена и для галактик, расположенных вдоль отдельных нитей «паутины», соединяющих эти точки. Полученные данные подтверждены компьютерным моделированием.
Специалисты объясняют это явление воздействием двух факторов. Прежде всего, галактики постоянно обмениваются материей с окружающей их межгалактической средой. Если она находится в области, практически лишенной тяжелых элементов, то ее металлический состав будет непрерывно «разбавляться» легкими элементами, что приведет к снижению металличности. В то время как галактика, расположенная вблизи других галактик, будет получать больше тяжелых элементов извне.
Галактики, расположенные в областях высокой концентрации материи, формирующейся в «космической паутине», демонстрируют более интенсивную эволюцию. Это объясняется высокой плотностью как темной, так и обычной материи в этих областях, что способствует ускоренному формированию галактик и их звезд. Более быстрые темпы эволюции также стимулируют накопление металлов. Таким образом, галактики, находящиеся в узлах и нитях «паутины», содержат больше тяжелых элементов по сравнению с галактиками, расположенными в менее плотных областях.