Et kosmisk net af uendelig længde opdaget af astronomer

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 16:01

Observationer af en af de største galaksehobe i stjernebilledet Vandmanden hjalp astronomer med at få de første detaljerede fotografier af trådene af det "kosmiske net", der forbinder alle stofklynger i universet. Billederne er udgivet af det videnskabelige tidsskrift Science.

"Tidligere har vi allerede været i stand til at se gløden produceret af disse gasbobler placeret uden for galakser."astrofysiker Hideki Umehata fra RIKEN Research Center i Saitama, Japan.

Kosmologer foreslår, at universets struktur ligner et endeløst tredimensionelt net, hvis tråde næsten udelukkende består af store klynger af mørkt stof. Ved skæringspunkterne mellem disse filamenter er der tætte klumper af synligt stof, inklusive individuelle galakser og grupper af "stjernemegabyer".

Astronomer studerer dette nets egenskaber og natur ved at observere fjerne galakser og fluktuationer i lysstyrken af den såkaldte reliktstråling, som er en slags "ekko" af Big Bang. Det bevarede information om, hvordan mørkt stof var fordelt i hele universet og gjorde det ekstremt heterogent i sammensætning og tæthed.

I sig selv har astronomerne endnu ikke direkte set trådene af det "kosmiske web", som bemærket af Umehata og hans kolleger. Først og fremmest hindres dette af, at det skarpe lys fra galakser og deres hobe overskygger den ekstremt svage glød af dens filamenter i det infrarøde område. Kun i nogle heldige tilfælde, når "kimen" til galaksen opstod inde i dem, kunne astronomer se noget af denne gas.

Disse beskedne fremskridt har gjort det svært for kosmologer at forstå, om et af de største problemer i moderne videnskab eksisterer - hvorfor universet angiveligt indeholder halvt så meget stof, som forudsagt af teori. Filamenter, tråde i det "kosmiske web", kan rumme dette "manglende" stof, hvilket ville forklare uoverensstemmelserne og redde teorien fra revision.

Mysterier i rummet "skov"

Umehata og hans kolleger har taget et stort skridt i retning af at besvare dette spørgsmål. De så den glød, som brintatomerne, der lever inde i det "kosmiske net", producerer, når de interagerer med den såkaldte Lyman-skov, universets ultraviolette baggrundsstråling.

Som regel er dens lysstyrke relativt lav, men de største og lyseste galakser, der eksisterede i de første epoker af universets liv, producerede en masse af sådanne lyspartikler. Derfor, hvis "nettets" tråde er placeret i nærheden af sådanne galakser, vil de lyse klart nok i den del af spektret, der er forbundet med Lyman "skoven".

Ledet af denne idé observerede japanske og europæiske astronomer den fremvoksende galaksehob SSA22, hvorfra lyset rejser til Jorden i omkring 12 milliarder år. Takket være så stor en afstand ser vi den i den tilstand, hvor den eksisterede i de første 2 milliarder år af universets liv.

For at søge efter spor af det "kosmiske net"-filamenter brugte forskerne det europæiske VLT-teleskop, et af de største jordbaserede optiske observatorier, samt MUSE-spektroskopet, som meget effektivt kan "fjerne" gløden fra galakser selv og andre indbyggere i rummet fra billedet.

Ved at sammenligne billeder fra VLT med fotografier af den samme galaksehob, som modtog andre observatorier, var forskerne i stand til for første gang at se de fuldgyldige filamenter af det "kosmiske web". De forbinder mange af de gamle galakser, der danner og spænder over mange millioner lysår.

Generelt bekræftede deres fotografier de nuværende ideer om, hvordan universet fungerer - galakserne var faktisk placeret på de punkter, hvor "nettets" tråde krydsede hinanden, hvilket fuldt ud svarer til forudsigelserne i moderne kosmologi. Forskere håber, at yderligere observationer af SSA22 vil hjælpe dem med at beregne massen af gas i disse filamenter og begynde en seriøs søgen efter universets "manglende" stof.