רשת קוסמית באורך אינסופי שהתגלתה על ידי אסטרונומים

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

תצפיות על אחד מצבירי הגלקסיות הגדולים ביותר בקבוצת הכוכבים של מזל דלי עזרו לאסטרונומים להשיג את הצילומים המפורטים הראשונים של גדילי "הרשת הקוסמית" המחברת את כל צבירי החומר ביקום. התמונות פורסמו על ידי כתב העת המדעי Science.

בעבר, כבר הצלחנו לראות את הזוהר המופק על ידי בועות הגז הללו הממוקמות מחוץ לגלקסיות. אסטרופיזיקאי Hideki Umehata ממרכז המחקר RIKEN בסאיטאמה, יפן.

קוסמולוגים מציעים שמבנה היקום דומה לרשת תלת-ממדית אינסופית, שהחוטים שלה מורכבים כמעט לחלוטין מצבירים גדולים של חומר אפל. בנקודות ההצטלבות של חוטים אלה, ישנם גושים צפופים של חומר גלוי, כולל גלקסיות בודדות וקבוצות של "ערים מגה-כוכבים".

אסטרונומים חוקרים את המאפיינים והטבע של הרשת הזו על ידי התבוננות בגלקסיות רחוקות ובתנודות בבהירות של מה שמכונה קרינת השרידים, שהיא מעין "הד" של המפץ הגדול. הוא שימר מידע על אופן הפצת החומר האפל ברחבי היקום והפך אותו להטרוגני ביותר בהרכבו ובצפיפותו.

כשלעצמם, את הגדילים של "הרשת הקוסמית", כפי שציינו אומהטה ועמיתיו, אסטרונומים עדיין לא ראו ישירות. קודם כל, זה מפריע לעובדה שהאור הבהיר של הגלקסיות וצביריהן מאפיל על הזוהר החלש ביותר של חוטי החוטים שלה בטווח האינפרא אדום. רק בחלק מהמקרים המאושרים, כאשר ה"חיידק" של הגלקסיה התעורר בתוכם, יכלו אסטרונומים לראות חלק מהגז הזה.

ההתקדמות הצנועה הללו הקשתה על קוסמולוגים להבין אם קיימת אחת הבעיות הגדולות ביותר במדע המודרני - מדוע היקום מכיל כביכול חצי מכמות החומר ממה שחזו בתיאוריה. חוטים, חוטים של "הרשת הקוסמית", יכולים להכיל את החומר "החסר" הזה, מה שיסביר את הפערים ויציל את התיאוריה מעדכון.

מסתורי החלל "יער"

אומהטה ועמיתיו עשו צעד גדול לקראת תשובה לשאלה זו. הם צפו בזוהר שאטומי המימן החיים בתוך "הרשת הקוסמית" מייצרים בעת אינטראקציה עם מה שמכונה יער לימן, קרינת הרקע האולטרה סגולה של היקום.

ככלל, בהירותו נמוכה יחסית, אך הגלקסיות הגדולות והבהירות ביותר שהתקיימו בתקופות הראשונות של חיי היקום, יצרו הרבה חלקיקי אור כאלה. בהתאם לכך, אם החוטים של ה"רשת" ממוקמים ליד גלקסיות כאלה, אז הם יאהרו בבהירות מספיק באותו חלק של הספקטרום הקשור ל"יער לימן".

בהנחיית רעיון זה, אסטרונומים יפנים ואירופים צפו בצביר המתהווה של הגלקסיות SSA22, שהאור ממנו נוסע לכדור הארץ במשך כ-12 מיליארד שנים. הודות למרחק כה גדול, אנו רואים אותו במצב בו הוא התקיים ב-2 מיליארד השנים הראשונות לחייו של היקום.

כדי לחפש עקבות של חוטי ה"רשת הקוסמית", מדענים השתמשו בטלסקופ ה-VLT האירופי, אחד ממצפה הכוכבים האופטיים הקרקעיים הגדולים ביותר, כמו גם בספקטרוסקופ MUSE, שיכול "להסיר" ביעילות רבה את זוהר הגלקסיות עצמן ואחרות. תושבי החלל מהתמונה.

בהשוואת תמונות מ-VLT עם תצלומים של אותו צביר גלקסיות, שקיבלו מצפה כוכבים אחרים, מדענים הצליחו לראות לראשונה את החוטים המלאים של "הרשת הקוסמית".הם אכן מקשרים בין רבות מהגלקסיות העתיקות שנוצרות ומתפרשות על פני מיליוני שנות אור.

באופן כללי, התמונות שלהם אישרו את הרעיונות הנוכחיים לגבי אופן פעולת היקום - הגלקסיות אכן היו ממוקמות באותן נקודות שבהן חוטי ה"רשת" הצטלבו, מה שמתאים במלואו לתחזיות הקוסמולוגיה המודרנית. מדענים מקווים שתצפיות נוספות של SSA22 יעזרו להם לחשב את מסת הגז בחוטים הללו ולהתחיל בחיפוש רציני אחר החומר ה"חסר" ביקום.