Астрономія
Астрономія

eROSITA зафіксував філамент завдовжки у 50 мільйонів світлових років

За допомогою рентгенівського телескопа eROSITA та даних інших телескопів дослідники проаналізували регіон навколо галактичних скупчень Abell 3391 та Abell 3395. Вони зафіксували взаємодію речовини між скупченнями, згустки матерії навколо них, а також газовий філамент завдовжки у 50 мільйонів світлових років, що з’єднує усі ці структури. Дослідження, опубліковане у журналі Astronomy & Astrophysics, демонструє, що прихована баріонна матерія дійсно може перебувати у великомасштабних філаментах.

Що відомо про великомасштабні структури Всесвіту?

Всесвіт має ієрархічну будову: зірки об’єднуються у галактики, галактики та їхні скупчення формують філаменти, або нитки, у яких також присутній міжгалактичний газ. Філаменти розділені пустотами — войдами. На великих масштабах це нагадує павутиння. Астрономи вивчають властивості великомасштабних структур за допомогою просторового розподілу галактик, починаючи від масштабів окремих надбудов до повного неба. Крім того, еволюція галактичних та газових компонентів філаментів спостерігалася за допомогою космологічних моделювань. Однак деталі еволюції такх великомасштабних структур важко дізнатися, оскільки гарячий і нестійкий міжгалактичний газ, що знаходиться у них, важко виміряти на великих областях неба з високою роздільною здатністю та чутливістю.

Крім того, дослідження великомасштабних структур Всесвіту дозволяє астрономам зрозуміти, де знаходиться більша частина баріонної (видимої) матерії. Так, у зірках і газі галактик та їхніх скупчень фіксується лише невелика частка баріонів, приблизно 10%. Очікується, що більша частина прихованої матерії буде знаходитись у філаментах, які з’єднують регіони із найвищою густиною у Всесвіті — скупчення галактик.

Яке дослідження провели вчені?

Астрономи використали рентгенівський телескоп eROSITA (PV), радіотелескоп ASKAP та оптичні спостереження DECam, щоб дослідити область навколо галактичних скупчень Abell 3391 та Abell 3395, які взаємодіють між собою. Зібрані дані потім порівняли з космологічним гідродинамічним моделюванням.

Оптичне зображення системи Abell 3391/95. Reiprich et al., Astronomy & Astrophysics

Оптичне зображення системи Abell 3391/95. Reiprich et al., Astronomy & Astrophysics

Що показали результати?

Спостереження виявили складну будову різноманітних структур у цьому регіоні. Центральні скупчення системи, Abell 3391 та Abell 3395, постійної динамічно взаємодіють. Газ всередині цих скупчень розподілений нерівномірно, і навколо них існують згустки матерії, видимі у рентгенівських променях. Один з них, Північний згусток, падає на Abell 3391.

Зображення eROSITA показує, що «міст» газу, який з'єднує Abell 3391 і Abell 3395, має розмір щонайменше 3 мегапарсеки (приблизно 10 мільйонів світлових років). Окрім того, у регіоні навколо мосту вчені зафіксували випромінювання теплого газу на додачу до раніше знайденого випромінювання гарячого газу звідси. Таким чином, цей міст є частиною великого міжгалактичного філаменту. Створена eROSITA мапа виявляє філамент безперервного випромінювання рентгенівських променів довжиною 15 мегапарсек (50 мільйонів світлових років).

Картина, яку спостерігали астрономи, збігається із космологічним гідродинамічним моделюванням. Таким чином, дослідники роблять висновок, що приховані баріони дійсно містяться у великомасштабних філаментах з гарячим і теплим газом та згустками матерії.

Симуляція, що показує розподіл гарячого газу у філаменті (зліва) та рентгенівське зображення системи Abell 3391/95 (справа). Reiprich et al., Astronomy & Astrophysics

Симуляція, що показує розподіл гарячого газу у філаменті (зліва) та рентгенівське зображення системи Abell 3391/95 (справа). Reiprich et al., Astronomy & Astrophysics

Нещодавно інша група вчених повідомила про можливу фіксацію прихованої матерії у галактичних філаментах за допомогою рентгенівських спостережень. Детальніше про види матерії Всесвіту можна почитати у нашому матеріалі «Що таке темна матерія і темна енергія?»