Использовав в качестве естественного источника освещения свет от древнего квазара, образовавшегося всего через три миллиарда лет после Большого взрыва, астрономы увидели паутинообразную структуру, состоящую из газа, пыли и тёмной материи. Это следы одной из самых крупномасштабных структур в видимом космосе.
Квазары являются яркими активными ядрами галактик, их излучение бывает в сотни раз ярче, чем у всех звёзд в галактике вместе взятых. Свет таких объектов заставляет атомы водорода в окружающем газовом облаке испускать характерное ультрафиолетовое излучение. Благодаря эффекту Доплера, при расширении Вселенной происходит изменение длины волны такого излучения, и ультрафиолетовые волны воспринимаются наблюдателем с Земли как видимый свет.
Поймать волны этого света взялась команда астрофизиков из Калифорнийского университета, возглавляемая Себастиано Канталупо (Sebastiano Cantalupo) и Ксавьером Прохаска (Xavier Prochaska). Наблюдения проводились в обсерватории Кека (Keck Observatory), расположенной на вершине вулкана Мауна-Кеа на Гавайях.
Протяжённость газового облака, обнаруженного учёными, составляет 1,5 миллиона световых лет, а диаметр в десятки раз превышает ширину Млечного Пути.
Согласно современным моделям эволюции Вселенной, прежде чем появились первые галактики, космос был пронизан насквозь облаками и нитями, которые состояли как из обычных атомов, так и из частиц тёмной материи. Затем тёмная материя начала концентрироваться в более плотные структуры, так называемые «гравитационные колодцы» (gravitational wells), внутри которых и начинали формироваться протогалактики.
Однако, как показывает компьютерное моделирование, в «колодцы» попала далеко не вся материя, и оставшиеся частицы образовали паутинообразные структуры, соединяющие галактики между собой.
Ранее учёные находили доказательства существования нитей из тёмной материи. Сделать это удавалось благодаря особо точным расчётам, показывающим, как эти структуры гравитационно искривляют свет, идущий от далёких галактик по направлению к Земле. Увидеть напрямую нити из тёмной материи, конечно же, пока никому не удавалось.
«Газовое облако представляет собой структуру намного более крупную, чем кольцо из тёмной материи, окружающее галактику. И это облако - всего лишь одна нить из всей гигантской паутинообразной структуры, пронизывающей едва ли не всю Вселенную», - поясняет Прохаска в пресс-релизе.
Некоторые коллеги учёных из Калифорнии, не принимавшие участия в исследовании, выражают сомнения по поводу вселенских масштабов открытия. Дело в том, что даже если это облако является первой обнаруженной нитью космической паутины из видимого газа, ещё неизвестно, имеет ли она такие крупные масштабы. Наблюдения показывают, что подобные мосты связывают лишь некоторые галактики, так что может оказаться, что газовая сеть имеет иное происхождение, чем описывают общепринятые модели формирования галактик.
Астрофизики также не исключают идеи, что это может быть обычное газовое облако, попросту растянутое между галактиками силой их притяжения. Но и в этом случае открытие не теряет своей значимости: столь крупных облаков учёные ещё не видели. О своих выводах и работе Прохаска и его команда сообщили в статье, опубликованной в журнале Nature.
Определить окончательно, что же представляет собой исполинская космическая структура, можно будет уже осенью 2014 года. В октябре начнёт свою работу спектрограф MUSE, расположенный в «Очень большом телескопе» Европейской южной обсерватории. Он будет искать облака видимого газа, окружающие отдалённые квазары. Поскольку прибор будет способен зафиксировать следы излучения ещё более отдалённых и древних структур, можно будет точнее определить, как выглядит гигантская космическая паутина и существует ли она вообще.