Астрономы обнаружили огромную нить раскалённого газа, соединяющую четыре скопления галактик и простирающуюся на 23 миллиона световых лет — это в 230 раз больше длины нашего Млечного Пути. Масса этой структуры в 10 раз превышает массу нашей галактики, и она содержит значительную часть «пропавшей материи» Вселенной, поиски которой десятилетиями ставили учёных в тупик.

Эта «пропавшая материя» — не тёмная материя, загадочная субстанция, не взаимодействующая со светом (её природа до сих пор остаётся неразгаданной). Речь идёт об «обычной материи», состоящей из атомов — электронов, протонов и нейтронов (так называемых барионов), из которых состоят звёзды, планеты, луны и даже наши тела.

Согласно современным космологическим моделям, около трети барионной материи Вселенной до сих пор не была обнаружена. Новое открытие подтверждает, что теоретические расчёты были верны. Кроме того, оно проливает свет на структуру «Космической паутины» — гигантской сети, вдоль которой формировались и собирались галактики в ранние эпохи существования нашей 13,8-миллиардной Вселенной.

Стандартная космологическая модель уже давно предполагала, что недостающая барионная материя скрыта в протяжённых газовых нитях, соединяющих наиболее плотные участки космоса. Хотя астрономы и раньше находили подобные структуры, их слабое свечение затмевалось более яркими источниками — галактиками и квазарами, питаемыми сверхмассивными чёрными дырами. Из-за этого детальное изучение таких нитей оставалось невозможным.

Но теперь группе астрономов впервые удалось определить свойства одной из таких нитей, соединяющей четыре скопления галактик в местной Вселенной. Все они входят в состав сверхскопления Шепли — огромного образования, включающего более 8000 галактик и являющегося одной из самых массивных структур в ближнем космосе.

«Впервые наши результаты почти идеально совпали с предсказаниями ведущей космологической модели — такого раньше не случалось», — заявил руководитель исследования Константинос Мигкас из Лейденской обсерватории (Нидерланды). «Похоже, симуляции всё это время были правы».

Горячая нить «пропавшей материи»

Обнаруженная нить поражает не только своими размерами и массой, но и температурой — около 10 миллионов градусов Цельсия (18 миллионов градусов по Фаренгейту). Это почти в 1800 раз горячее поверхности Солнца.

Нить проходит по диагонали через сверхскопление Шепли, и ключевую роль в её изучении сыграли данные рентгеновских телескопов XMM-Newton (ЕКА) и Suzaku (JAXA).

«Благодаря XMM-Newton мы смогли выделить и «очистить» сигнал от излучения сверхмассивных чёрных дыр внутри нити, чтобы увидеть именно газовую структуру», — пояснил Флориан Пако, исследователь из Боннского университета. «Наш метод оказался успешным, и он подтвердил, что нить в точности соответствует предсказаниям крупномасштабных симуляций Вселенной».

Учёные также объединили рентгеновские данные с оптическими наблюдениями других телескопов.

Открытие этой гигантской нити раскалённого газа может помочь астрономам лучше понять природу таких структур и их роль в формировании «Космической паутины» — сети материи, служившей каркасом для образования галактик и скоплений.

«Это исследование — отличный пример совместной работы телескопов, и оно задаёт новый стандарт для обнаружения слабого свечения нитей космической паутины», — отметил Норберт Шартель, научный руководитель проекта XMM-Newton. «Но что ещё важнее — оно подтверждает нашу стандартную модель Вселенной и десятилетия теоретических расчётов: похоже, «пропавшая материя» действительно скрывается в этих едва заметных нитях, протянувшихся через всю Вселенную».

Исследование было опубликовано 19 июня в журнале Astronomy & Astrophysics.