Учёные обнаружили ударные волны, которые расходятся по вселенской паутине из галактик

Международная группа учёных впервые обнаружила свидетельства того, что через «космическую паутину», массивную сеть переплетающихся галактических нитей, проходят ударные волны. Это значит, что по самой большой структуре во Вселенной, состоящей из газа, пыли и тёмной материи, связывающей галактики, пролегают магнитные поля.

Источник изображения: icrar.org

В шестидесятых годах прошлого века учёные начали склоняться к мысли, что при взгляде на Вселенную в самых больших масштабах есть некий порядок, напоминающий паутину с нитями. Они пересекают войды (большие пустоты) и заставляют галактики образовывать скопления. Два десятилетия спустя при помощи компьютерного моделирования удалось определить, как может выглядеть такая вселенская сеть.

С тех пор астрономы, основываясь на реальных наблюдениях, составили карту галактической паутины в попытке ответить на вопрос о её структуре. И только один элемент не поддавался наблюдениям — магнитные поля, распространяющиеся по всей этой космической структуре. Когда материя во Вселенной сливается, создаются ударные волны, которые ускоряют частицы и тем самым усиливают межгалактические магнитные поля. Галактические нити стягиваются при помощи гравитационных сил, и усиливающиеся из-за этого магнитные поля должны порождать радиоволны, которые поддаются наблюдению с Земли. До настоящего момента такое «свечение» галактических нитей в радиочастотном диапазоне зафиксировать не удавалось из-за слабости сигналов.

Их обнаружили, сопоставив данные проектов GMIMS (Global Magneto-Ionic Medium Survey), Planck Legacy Archive, Owens Valley Long Wavelength Array и Murchison Widefield Array по известным скоплениям и галактическим нитям. Успеха добилась международная группа учёных под руководством доктора Тессы Вернстрём (Tessa Vernstrom) из Университета Западной Австралии. Поиск сигналов исследователи начали в 2020 году, но, впервые зафиксировав их, не смогли отличить их от «фонового шума», создаваемого галактиками и другими объектами. Поэтому они стали искать сигналы другого типа — поляризованное радиоизлучение, менее подверженное искажениям, которые вызывает шум других объектов. Выявив их, учёные смогли предоставить убедительные доказательства наблюдения сигналов от ударных волн в крупнейших структурах Вселенной и подтвердить, что их модели соответствуют реальности.

Сопоставив эти данные, учёные прицельно усилили радиоволны и сравнили получившуюся картину с современными космологическими симуляциями, построенными на основе гидродинамических астрофизических расчётов проекта Enzo. В результате удалось построить первую модель космологической сети, которая предсказывает поляризованное радиоизлучение, порождённое ударными волнами галактических нитей.

Открытие поможет в расширении и уточнении современных теорий о механизмах расширения Вселенной, а также в разгадке происхождения космического магнетизма.