Звено скрытой сети

Международная группа астрономов из Нидерландов, Германии и других стран воспользовалась данными, полученными орбитальной рентгеновской обсерваторией XMM-Newton ("Ньютон") Европейского космического агентства (ESA), для того, чтобы отыскать часть скрытого вещества во Вселенной (публикация в Astronomy & Astrophysics Letters (A&A), препринт выложен на сайте arXiv.org).

Речь идет не о так называемом "темном" веществе (dark matter), а об обычной (барионной) материи, состоящей из атомов - нуклонов, электронов - и других уже известных науке частиц, которые просто не видны в обычные телескопы. (Лишь приблизительно 5% нашей Вселенной состоит из "обычного" вещества - протонов, нейтронов (барионов), которые наряду с электронами образуют атомы. Остальное - это неуловимое темное вещество (23%) и "темная энергия" (72%).) Десятилетие назад было предсказано, что приблизительно половину недостающей части "нормального" вещества можно отыскать в виде чрезвычайно разреженного газа, заполняющего обширные пространства между галактиками.

Практически все вещество во Вселенной собрано в гигантские структуры - своего рода невидимую сеть, в наиболее плотных узлах которой, точно пауки, "восседают" галактические скопления - крупнейшие структурные единицы нашего мира. Астрономы давно подозревали, что протянутые от узла к узлу "нити" этой сети проложены газом, имеющим небольшую плотность и высокую температуру (10⁵-10⁷ кельвинов), что позволяет им излучать в рентгене (см. эффектную анимацию на сайте германского Астрофизического института Общества имени Макса Планка). К сожалению, именно большая разреженность газа становилась до сих пор почти непреодолимым препятствием для его обнаружения.

Однако высокая чувствительность XMM-Newton и некоторое везенье (удачная ориентация нити практически вдоль линии визирования) позволили наконец идентифицировать наиболее разогретые части этой "всемирной сети". Между двумя скоплениями галактик, Abell 222 и Abell 223, расположенными на расстоянии 2,3 миллиарда световых лет от Земли, удалось рассмотреть соединительный "мост" из искомого горячего газа, излучающего в диапазоне 0,5-2,0 килоэлектрон-вольт. Новое открытие теперь поможет получить и ответы на вопросы об эволюции всей этой глобальной структуры.

"Разогретый газ, который мы наблюдаем в нитевидной перемычке, представляет собой, вероятно, самый горячий и самый плотный фрагмент той диффузной космической сети, что содержит в себе приблизительно половину барионного вещества всей Вселенной", - сказал Норберт Вернер (Norbert Werner) из голландского института космических исследований SRON, который возглавил работу международной группы. А входивший в эту же группу москвич Алексей Финогенов, работающий в германском Институте внеземной физики Общества имени Макса Планка (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik - MPE), пояснил, что открытие самых разогретых из "пропавших барионов" необыкновенно важно тем, что позволяет теперь сделать правильный выбор из ряда почти равноправных моделей. Дело в том, что определенная часть этих моделей предсказывала, что недостающие барионы нужно искать в форме горячего газа, однако детали, относящиеся к экстремальным температурам, от модели к модели все-таки разнились.

"Мы стоим в самом начале большого пути. Чтобы изучить распределение вещества в рамках космической сети, мы должны будем найти еще множество подобных систем. В конечном счете, возможно, придется даже запускать специализированную космическую обсерваторию для того, чтобы рассмотреть элементы такой мировой сети с гораздо большим разрешением, чем это позволит нам современная техника. Наши результаты дают возможность сформулировать конкретные требования к этим грядущим миссиям", - заключает Норберт Вернер.

Источники:

XMM-Newton discovers part of missing matter in the universe - ESA

XMM-Newton discovers part of the missing matter in the Universe - SRON

Detection of hot gas in the filament connecting the clusters of galaxies Abell 222 and Abell 223 - N. Werner, A. Finoguenov, J. S. Kaastra, A. Simionescu, J. P. Dietrich, J. Vink, H. Boehringer