Впервые астрономы заметили огромные ударные волны галактического масштаба, сотрясающие «космическую паутину», которая соединяет почти все известные галактики. Эти космические волны могут дать ключ к пониманию того, как создавались самые большие объекты во Вселенной.
Открытие было сделано путём объединения тысяч изображений радиотелескопа, которые показали мягкое «радиосвечение», создаваемое ударными волнами от столкновения материи в крупнейших структурах нашей Вселенной.
Космическая паутина представляет собой гигантскую сеть пересекающихся небесных супермагистралей, вымощенных газообразным водородом и тёмной материей. Галактики, как правило, формируются там, где пересекаются несколько нитей паутины, часто в скоплениях, насчитывающих их сотни тысяч. Новое же исследование, опубликованное 15 февраля в журнале Science, теперь может дать ключ к пониманию природы загадочных магнитных полей, которые простираются рядом с этими отростками/усиками.
«Магнитные поля пронизывают Вселенную — от планет и звёзд до самых больших пространств между галактиками, — рассказала ведущий автор исследования Тесса Вернстром (Tessa Vernstrom), астроном из Международного центра радиоастрономических исследований в Кроули, Австралия. — Однако многие аспекты космического магнетизма ещё не полностью поняты, особенно в масштабах, наблюдаемых в космической паутине.»
Принимая форму в хаотических последствиях Большого взрыва, усики космической паутины сформировались как сгустки материи из бурлящего бульона частиц и античастиц молодой Вселенной, чьё быстрое расширение выталкивало нити наружу, образуя взаимосвязанную структуру мыльной пены из тонких пленок, окружающих бесчисленные, в основном пустые пустоты.
Далеко не полностью застывая на месте, материя космической паутины иногда может сильно сталкиваться. Когда материя в паутине сливается, огромные ударные волны посылают заряженные частицы, отскакивающие от магнитных полей паутины, вызывая излучение слабого радиоволнового сияния. Эти ударные волны были замечены вокруг некоторых из самых крупных галактических скоплений во Вселенной, но до сих пор они не были обнаружены вокруг самой паутины.
«Эти ударные волны излучают радиоизлучение, которое должно привести к «свечению» космической паутины в радиочастотном спектре, но до сих пор это не было окончательно обнаружено из-за слабости сигналов», — сказала Вернстром.
Для поиска слабых сигналов исследователи использовали данные Глобального магнитоионного обзора среды, Архива наследия Планка, Международного массива длинноволнового излучения Owens Valley и Многолучевого массива Мерчисона, чтобы объединить радиоизображения 612 025 пар галактических скоплений, которые были сгруппированы вместе, если они были достаточно близко расположены, чтобы быть непосредственно связанными щупальцами космической паутины. Это объединение помогло усилить слабые радиоизлучения от ударных волн по сравнению с шумными фоновыми эффектами.
Затем, изучив только поляризованные радиоволны, лучи которых вибрируют под одним и тем же углом друг к другу и, как было предсказано в ходе моделирования, излучаются ударными волнами, исследователи обнаружили сигнал.
«Поскольку очень немногие источники излучают поляризованный радиосвет, наши поиски были менее подвержены загрязнению, и мы смогли предоставить гораздо более убедительные доказательства того, что мы наблюдаем выбросы ударных волн в крупнейших структурах во Вселенной, что помогает подтвердить наши модели роста этой крупномасштабной структуры», — сказала Вернстром.
Теперь, когда существование ударных волн подтверждено, их можно использовать для изучения природы огромных магнитных полей, пронизывающих паутину и играющих неизвестную роль в формировании Вселенной.
