Ученые разгадали тайну «недостающей» материи Вселенной

Международная команда астрономов обнаружила колоссальную нить горячего газа, соединяющую сразу четыре скопления галактик в Шепли — одном из самых массивных сверхскоплений во Вселенной. Температура газа в этом космическом мосту достигает 10 миллионов градусов, а его масса примерно в десять раз превышает массу Млечного Пути. Это может помочь решить давнюю загадку так называемой «недостающей» материи во Вселенной. Работа опубликована в журнале Astronomy and Astrophysics (A&A).

Исследование проводилось с помощью рентгеновских космических телескопов XMM-Newton и японского аппарата Suzaku. Ученые сумели не только обнаружить саму нить, но и подробно охарактеризовать ее свойства — чего ранее удавалось добиться крайне редко.

«Наши результаты впервые почти полностью совпали с предсказаниями ведущей космологической модели, — отметил руководитель исследования Константинос Мигкас из обсерватории Лейдена. — Похоже, что симуляции все это время были правы».

Обнаруженная структура представляет собой протяженную нить длиной около 23 миллионов световых лет, соединяющую четыре скопления галактик. Вся эта система находится в пределах сверхскопления Шепли, где сосредоточено более восьми тысяч галактик. Для сравнения, длина нити сопоставима с расстоянием, которое пришлось бы пройти, чтобы пересечь Млечный Путь 230 раз подряд.

Телескоп Suzaku обеспечил широкий охват области и выявил слабое рентгеновское излучение от газа, тогда как XMM-Newton позволил исключить «космические загрязнители» — например, сверхмассивные черные дыры, находящиеся внутри нити, — что сделало анализ более точным.

Открытие может объяснить, куда делась большая часть так называемой барионной материи — обычного вещества, из которого состоят звезды, планеты, галактики и живые организмы. Несмотря на то, что барионная материя составляет лишь около 5% массы Вселенной, треть ее количества по расчётам ранее не удавалось обнаружить. Ученые предполагали, что она может быть рассеяна в виде разреженного горячего газа между галактиками — именно такого, какой был найден в этой гигантской нити.

«Эта работа усиливает наши представления о так называемой «космической паутине», — добавил участник исследования Флориан Пако из Боннского университета. — Мы смогли подтвердить: именно в таких нитях, соединяющих галактики и скопления, может скрываться часть давно разыскиваемой барионной материи».

Это открытие не только помогает заполнить пробелы в ученых моделях, но и создает новый стандарт в методике поиска слабых следов вещества, которые раньше было почти невозможно отделить от других источников излучения.

Окончательно ответить на вопрос о распределении обычной и темной материи ученые надеются с помощью миссии Euclid, запущенной Европейским космическим агентством в 2023 году. Она будет исследовать структуру и эволюцию Вселенной, в том числе загадочные явления тёмной материи и тёмной энергии, которые вместе составляют около 95% всей массы и энергии космоса.