Используя 10-метровый телескоп Keck I в обсерватории У. М. Кека на Гавайях, исследователи обнаружили очень большую светящуюся газовую туманность, простирающуюся примерно на 2 миллиона световых лет в межгалактическом пространстве.«Это исключительный объект: он огромен, как минимум вдвое больше любой туманности, обнаруженной ранее, и простирается далеко за пределы галактического окружения квазара», — сказал первый автор Себастьяно Канталупо, научный сотрудник Калифорнийского университета в Санта-Крус.Стандартная космологическая модель формирования структуры во Вселенной предсказывает, что галактики заключены в космической паутине материи, большая часть которой (около 84 процентов) — невидимая темная материя.
Эта паутина видна в результатах компьютерного моделирования эволюции структуры Вселенной, которые показывают распределение темной материи в больших масштабах, включая ореолы темной материи, в которых образуются галактики, и космическую сеть волокон, соединяющих их. Гравитация заставляет обычную материю следовать за распределением темной материи, поэтому ожидается, что волокна диффузного ионизированного газа будут иметь картину, аналогичную той, что наблюдается при моделировании темной материи.Однако до сих пор эти волокна нигде не видели. Межгалактический газ был обнаружен по его поглощению света от ярких фоновых источников, но эти результаты не показывают, как газ распределяется.
В этом исследовании ученые обнаружили флуоресцентное свечение газообразного водорода в результате его освещения интенсивным излучением квазара.«Этот квазар освещает диффузный газ в масштабах, значительно превосходящих все, что мы видели раньше, что дает нам первую картину протяженного газа между галактиками.
Он дает потрясающее представление об общей структуре нашей Вселенной», — сказал соавтор Дж. Ксавье Прохаска. профессор астрономии и астрофизики Калифорнийского университета в Санта-Крус.
Газообразный водород, освещаемый квазаром, испускает ультрафиолетовый свет, известный как альфа-излучение Лаймана. Расстояние до квазара настолько велико (около 10 миллиардов световых лет), что излучаемый свет "растягивается" за счет расширения Вселенной от невидимой ультрафиолетовой длины волны до видимого оттенка фиолетового к тому времени, когда он достигает телескопа Кека. Зная расстояние до квазара, исследователи вычислили длину волны альфа-излучения Лаймана с этого расстояния и построили специальный фильтр для спектрометра LRIS телескопа, чтобы получить изображение на этой длине волны.
«Таким образом мы изучали другие квазары, не обнаружив такой протяженный газ», — сказал Канталупо. «Свет от квазара похож на луч фонарика, и в этом случае нам повезло, что фонарик направлен на туманность и заставляет газ светиться. Мы думаем, что это часть нити накала, которая может быть даже более протяженной, чем эта, но мы видим только ту часть нити, которая освещена лучевым излучением квазара ».Квазар — это тип активного галактического ядра, которое испускает интенсивное излучение, питаемое сверхмассивной черной дырой в центре галактики. В более раннем исследовании далеких квазаров с использованием той же техники для поиска светящегося газа Канталупо и другие обнаружили так называемые «темные галактики», самые плотные узлы газа в космической паутине.
Считается, что эти темные галактики слишком малы или слишком молоды для образования звезд.«Темные галактики представляют собой гораздо более плотные и меньшие части космической паутины.
На этом новом изображении мы также видим темные галактики в дополнение к гораздо более диффузной и протяженной туманности», — сказал Канталупо. «Часть этого газа упадет в галактики, но большая его часть останется рассеянной и никогда не образует звезд».Исследователи оценили количество газа в туманности как минимум в десять раз больше, чем ожидалось по результатам компьютерного моделирования. «Мы думаем, что в небольших плотных сгустках внутри космической паутины может содержаться больше газа, чем видно в наших моделях.
Эти наблюдения бросают вызов нашему пониманию межгалактического газа и дают нам новую лабораторию для проверки и уточнения наших моделей», — сказал Канталупо.