Сегодня 03 ноября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → гамма лучи

Самая большая структура во Вселенной оказалась больше и ближе к Земле, чем считалось

Великая стена Геркулес — Северная Корона представляет собой огромную плоскую суперструктуру из галактик размером более 10 млрд световых лет. Она и прежде была сложна для объяснения в моделях Вселенной из-за своих невероятно огромных размеров. Теперь же на основе результатов наблюдений за вспышками гамма-излучения было установлено, что эта структура имеет ещё большие размеры, а некоторые её части находятся ближе к Земле, чем было принято думать.

 Источник изображения: NASA Hubble Space Telescope / Unsplash

Источник изображения: NASA Hubble Space Telescope / Unsplash

На деле суперструктура занимает значительно большую область, чем созвездия Геркулеса и Северной Короны. Она располагается в северном полушарии, а её центральная часть находится в районе созвездий Дракона и Геркулеса. Крупнейшая в наблюдаемой части Вселенной структура была открыта в 2013 году благодаря многолетним наблюдениям за гамма-излучением, проведённым учёными из Национального университета государственной службы в Будапеште и Чарльстонского колледжа в Южной Каролине, в том числе на основе данных космического телескопа Swift.

Любопытно, что открывшие структуру учёные не дали ей официального названия. Имя Hercules–Corona Borealis Great Wall она получила от филиппинского подростка по имени Джондрик Вальдес (Johndric Valdez), мечтающего стать астрономом. Однако это название не совсем точно отражает суть структуры, поскольку она имеет не вполне плоскую форму и охватывает область небесной сферы от созвездия Волопаса до Близнецов.

«Поскольку более точно масштабы Великой стены Геркулес — Северная Корона трудно определить, наиболее интересным открытием является то, что её ближайшие части расположены ближе к нам, чем считалось ранее», — прокомментировал недавнее исследование Джон Хаккила (Jon Hakkila) из Университета Алабамы в Хантсвилле.

Наша родная галактика Млечный Путь является частью другой суперструктуры под названием Ланиакея, диаметром 520 млн световых лет. Хотя очевидно, что Великая стена Геркулес — Северная Корона значительно больше, учёные отмечают, что её истинные масштабы на данный момент не определены. «Наша выборка гамма-всплесков недостаточно велика, чтобы установить более точные верхние пределы максимального размера Великой стены Геркулес — Северная Корона, чем мы уже имеем. Но, вероятно, она простирается дальше, чем 10 млрд световых лет, которые мы определили ранее. Она превышает размеры большинства объектов, с которыми её можно сравнить», — рассказал Джон Хаккила.

Гамма-излучение сыграло ключевую роль в открытии Великой стены Геркулес — Северная Корона в 2013 году, а также в последующих более глубоких исследованиях этой гигантской космической структуры. Учёные отмечают, что гамма-излучения связаны с умирающими звёздами или столкновениями двух мёртвых звёзд. Поскольку звёзды располагаются в галактиках, гамма-всплески могут служить индикатором местоположения галактик. Благодаря яркости таких всплесков можно зафиксировать присутствие галактики даже там, где её невозможно разглядеть с помощью существующих астрономических инструментов.

Причина, по которой такие структуры, как Великая стена Геркулес — Северная Корона, вызывают недоумение у учёных, отчасти связана с космологическим принципом, который лежит в основе большинства моделей космоса. Согласно этому принципу, Вселенная однородна и изотропна в больших масштабах, то есть должна выглядеть одинаково во всех направлениях. Однако отслеживание распределения материи на основе гамма-всплесков показывает, что это может быть не так. «Удивительно, что кластеризация гамма-всплесков гораздо сильнее выражена в северной части галактического неба, чем в южной», — объясняет Хаккила.

В своей новой работе он совместно с коллегами утверждает, что, согласно космологическому принципу, любая космическая структура диаметром более 1,2 млрд световых лет не имела бы достаточно времени для собственного формирования за 13,8 млрд лет существования Вселенной, если распространение материи происходит однородно и изотропно. Таким образом, гигантская суперструктура Великая стена Геркулес — Северная Корона диаметром более 10 млрд световых лет определённо бросает вызов космологическому принципу. «Некоторые теоретические космологические модели могут объяснить такие крупные структуры, а другие — нет», — сказал Хаккила, добавив, что учёные пока не пришли к единому мнению, что всё это значит.

Гамма-излучения являются полезным измерительным инструментом в космологии, но есть ряд ограничений. Главное из них заключается в том, что необходимо зафиксировать огромное количество гамма-всплесков, чтобы сделать статистически значимые выводы об их распределении. Кроме того, чтобы получить точные данные о структуре Вселенной, необходимо исключить искажения, связанные с неправильным определением положения очагов гамма-излучения в пространстве. Это означает, что может пройти немало времени, прежде чем учёные получат более полную картину размеров Великой стены Геркулес — Северная Корона. «Чтобы собрать такую большую выборку, потребуются годы наблюдений — в основном с помощью данных Fermi и Swift, которые уже сыграли важную роль в создании этого беспрецедентного набора данных. На сбор такого объёма информации ушло более 20 лет наблюдений, и мы не ожидаем значительного пополнения в ближайшем будущем», — отметил Хаккила.

Мощнейший в истории гамма-всплеск может пролить свет на новую физику — аксионы и тайну тёмной материи

Чем больше учёные изучают данные гамма-всплеска GRB 221009A, который называют буквально «ярчайшим за всё время» или BOAT, тем интереснее становятся их выводы. Новая работа итальянских астрономов, опубликованная в продолжение доклада марта прошлого года, связывает это событие с теорией струн и возможным объяснением тёмной материи частицами-аксионами или подобными им. Если эта гипотеза подтвердится, это станет прорывом в космологии и новой физикой.

 Джет в представлении художника. Источник изображения: NASA Goddard Space Flight Center

Джет в представлении художника. Источник изображения: NASA Goddard Space Flight Center

Вспышка GRB 221009A, напомним, зафиксирована в октябре 2022 года. Она ослепила все гамма-телескопы за исключением одного китайского, который в это время находился на техобслуживании и отключил почти все датчики. Более выгодное положение заняли наземные телескопы высокоэнергетических частиц, отслеживавшие вторичный поток частиц в атмосфере Земли, вызванный первичным потоком. Одним из таких телескопов был китайский LHAASO (Большая высотная обсерватория воздушных потоков). Именно анализ данных LHAASO привёл итальянских учёных к возможному открытию.

Группа исследователей под руководством профессора Джорджио Галанти (Giorgio Galanti) из Национального института астрофизики Италии (INAF) обнаружила несоответствия в данных наблюдений. Обсерватория зафиксировала энергию фотонов гамма-излучения до 18 ТэВ (тераэлектронвольт). По мнению исследователей, такую энергию невозможно объяснить в рамках современной физики.

Согласно современным космологическим моделям, высокоэнергичные фотоны от источника GRB 221009A, находящегося на удалении 2,4 млрд световых лет от Земли, должны были взаимодействовать с фотонами диффузного внегалактического фонового излучения. Это взаимодействие должно было снизить их энергию до 10 ТэВ и ниже. Однако данные наблюдений говорят об обратном, что вынудило учёных рассмотреть альтернативные модели для объяснения явления.

В частности, высокая энергия фотонов, зарегистрированных обсерваторией, указывает на большую прозрачность Вселенной как внутри галактик, так и между ними. Это возможно в рамках теории струн при взаимодействии фотонов с аксионоподобными частицами (ALPs, axion-like particles), что исследователи обосновали в своей работе, опубликованной на сайте arXiv 30 декабря 2024 года.

Аксионы или подобные им частицы рассматриваются как кандидаты на роль тёмной материи — неуловимой субстанции, взаимодействующей с обычной материей исключительно через гравитационное взаимодействие, которое крайне слабо. Согласно расчётам, около 85 % всей материи во Вселенной представлено тёмной материей, существование которой пока удаётся определить лишь косвенно. Регистрация фотонов с экстремально высокой энергией также может служить косвенным подтверждением существования аксионов или их разновидностей семейства ALPs. Однако это требует независимого изучения и дальнейших исследований другими научными группами.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Anthropic вплотную приблизилась к самосовершенствующемуся ИИ — и признала новые риски 42 мин.
Финальное дополнение к Frostpunk 2 отправит подчинять бури и открывать путь в новую эру автоматизации — трейлер и дата релиза The Surge 50 мин.
«Как генная инженерия для нейросетей»: учёные предложили улучшать ИИ-модели без дообучения, редактируя их веса 58 мин.
Apple предупредила пользователей в 99 странах о возможных атаках с использованием шпионского ПО 3 ч.
Инвесторы остудили амбиции Anthropic: перед IPO разработчика Claude оценили всего в $1,5 трлн 4 ч.
Google накрыла ботнет из миллионов ТВ-приставок — заражённые с завода устройства продаются и в России 4 ч.
FromSoftware подтвердила уязвимости в системе безопасности Dark Souls 2 и Dark Souls 3 — серверы отключены на неопределённый срок 5 ч.
Календарь релизов 2 – 8 ноября: ремейк Zelda: Ocarina of Time, WoW: Forever и Hull Rupture 14 ч.
Даже спустя 11 лет после релиза Bloodborne продолжают покупать — аналитики раскрыли продажи одного из главных эксклюзивов PS4 16 ч.
Ремастер легендарной Thief выйдет с сюжетной кампанией от авторов The Black Parade — новый трейлер и дата релиза Thief: The Dark Project Remastered 18 ч.
NVIDIA скорректировала характеристики GPU Rubin, снизив пропускную способность HBM4 и NVLink 5 мин.
Oracle исчерпала многомиллиардный лимит на привлечение заёмных средств через неделю после объявления о нём 11 мин.
Nvidia решила отрезать Китай от зарубежных ИИ-мощностей — облачным провайдерам выставили жёсткое условие 2 ч.
Представлен сверхэкономный ИИ-чип для автомобилей — даже на крохах энергии он мигом разберётся в дорожной обстановке 2 ч.
В Apple «не могут предсказать», когда пройдёт дефицит iPhone Duo 4 ч.
Дорогая память и ИИ для Siri бьют по прибыльности Apple — компания предупредила о дальнейшем снижении маржи 4 ч.
Разработчик амбициозного 1024-ядерного суперчипа Tachyum Prodigy подал на банкротство 11 ч.
Новая статья: Мастерская локальных ИИ: первый подход к FLUX 3 Image Klein 13 ч.
Marvell решила объединить чипы и оптику — ради этого она покупает Lumentum за $80 млрд 14 ч.
ИИ устроил ядерный ренессанс — число строящихся АЭС достигло максимума за 40 лет 15 ч.