Кубанский государственный технологический университет

«Субару» нашел самую большую структуру в наблюдаемой Вселенной

07-11-2011
Объемное изображение самого крупного объекта Вселенной (сайта www.universetoday.com)

Группа японских астрономов из университетов Тохоку, Киото и Эхиме, которые ведут наблюдения на телескопе «Субару», обнаружила на окраинах Вселенной гигантские галактические волокна, растянувшиеся на 200 миллионов световых лет. Эти волокна образовались менее чем через 2 миллиарда лет после рождения Вселенной. На настоящее время это самая большая пространственная структура. Гигантский космический объект, объемное изображение которого напоминает бегущего ягненка, содержит огромные газовые облака, которые, по всей видимости, являются прародителями будущих галактик.

Это — очень важное открытие, так как оно позволяет изучать крупномасштабную структуру Вселенной. Найденный объект — основной представитель населения Вселенной в первые миллиарды лет после Большого взрыва, которое, по мере увеличения возраста Вселенной, принимало всё новые формы. Данное образование является предшественником самых больших структур, которые мы наблюдаем сегодня, — многочисленных скоплений галактик.

Телескоп «Субару» (Subaru), с помощью которого было сделано открытие, — один из самых больших в мире оптических инструментов. Его название (в переводе с японского) означает Плеяды — рассеянное звездное скопление в созвездии Тельца. Диаметр главного зеркала телескопа составляет 8,2 метра, а отшлифовано оно с такой точностью, что отклонения от идеальной поверхности составляют не более 14 нанометров. Фокусное расстояние главного составляет 15 метров, но при помощи коррекционных линз может быть увеличено в два раза. Кроме этого, телескоп может работать в фокусах системы Кассегрена и Несмита (оптическом и инфракрасном). При этом фокусное расстояние системы становится в 12 раз больше, чем в главном фокусе. Зеркало телескопа весит 25 тонн, а общий вес инструмента достигает 612 тонн (при высоте 22 метра).

Схематическое изображение телескопа «Субару», на котором было сделано открытие (с сайта www.astronet.ru)

Установленная на альт-азимутальной монтировке, громадная конструкция управляется компьютером, а специальные двигатели чрезвычайно плавно приводят телескоп в движение сразу по двум осям. Телескоп расположен на высоте 4139 метров на горе Мауна-Кеа (Mauna Kea) на островах с самым лучшим в мире астроклиматом — Гавайях. Прозрачный горный воздух вкупе с отличной проницающей и разрешающей способностью инструмента, достигающей 0,2 угловых секунды, позволяет делать удивительные открытия, подобные загадочным объектам ранней Вселенной.

Ученые в полной мере использовали возможности телескопа, чтобы сделать подробный анализ небесных участков, отдаленных на 12 миллиардов световых лет от Земли, где концентрация галактик достаточно высока. Но несмотря на мощь телескопа астрономам пришлось использовать для исследований автоматизированную камеру Suprime со специальными фильтрами, чувствительными к свету галактик на таком огромном расстоянии. Результаты исследований показали, что эта концентрация галактик — лишь небольшая часть внушительной структуры, обнаруженной учеными.

Сама же гигантская космическая «амеба» имеет протяженность, в 100 раз превышающую расстояние до ближайшей соседки нашей Галактики — галактики в созвездии Андромеды, — равное двум миллионам световых лет. Концентрация галактик здесь в четыре раза больше, чем средняя плотность распределения галактик во Вселенной. Предшествующие известные структуры с такой высокой плотностью были значительно меньше — протяженностью около 50 миллионов световых лет.

Для более детальных исследований нового объекта астрономы применили камеру-спектрограф FOCAS (Faint Object Camera and Spectrograph). С ее помощью удалось определить трехмерное распределение вещества в гигантском образовании. Оказалось, что водородный гигант имеет по крайней мере три ответвления, которые создают его трехмерное тело.

Дальнейшие исследования показали, что объект содержит две больших концентрации газа размером около 400 000 световых лет, а расположены они в местах соединения ответвлений.

Блобы — первичные газовые облака Вселенной. Снимок «Субару». Изображение с сайта subarutelescope.org

Кроме больших газовых «шаров» «Субару» удалось найти еще 33 новых скопления газа, каждое из которых также имеет достаточно внушительные размеры. Это шарообразные объекты диаметром 100 000 световых лет, что сравнимо с размерами Млечного Пути. Такие объекты, названные Лайман-альфа блобами («блобы» — гигантские космические «пузыри»), являются первичными газовыми (водородными) объектами Вселенной, так как обнаруживаются только в отдаленных (соответственно, ранних) областях Вселенной.

Лайман-альфа блобы названы так, поскольку впервые были найдены при изучении спектров далеких объектов. В таких спектрах наблюдаются линии серии Лаймана, то есть эмиссионные линии, связанные с переходом атома водорода из возбужденного состояния в основное, а линия Лайман-альфа наиболее пригодна для изучения глубокого космоса с Земли. Первичные блобы «светятся» лучше всего в линии Лайман-альфа, из чего и вытекает название этих объектов. Лайман-альфа блобы, похоже, связаны с рождением самых больших галактик, так как в гравитационных моделях они являются областями, где газ сжимается под своей собственной тяжестью и ведет к образованию галактик.

Наблюдения за блобами были продолжены на соседнем с «Субару» телескопе — «Кек-2» (Keck-2). При помощи спектрографа DEIMOS ученые обнаружили, что газ в блобах движется со скоростью больше 500 километров в секунду. Кроме этого, блобы имеют различную форму и яркость.

Открытие самой большой структуры во Вселенной позволит лучше понять состояние Вселенной сразу после Большого взрыва, а также прояснить процессы формирования галактик.

Источники: 1) The Largest Structure in the Universe // Universetoday.com, 27.06.2006. 2) Giant gas clouds illuminate Universe's largest structure // Subaru News Release, 26.07.2006.

Александр Козловский, Астрогалактика

‹‹