Международный опрос астрономов на этой неделе выявил самую точную карту космической паутины, когда-либо созданную человечеством. Гигантская структура, выполняющая функции скелета Вселенной, была нанесена на карту с помощью космического супертелескопа Джеймса Уэбба. В ходе работы удалось проследить сеть галактик до того времени, когда космосу было всего 1 миллиард лет, то есть намного раньше, чем это можно было наблюдать раньше.
Полный каталог содержит 164 тысячи галактик и был бесплатно предоставлен командой в онлайн-репозитории для доступа всего научного сообщества. Поскольку карта трехмерна и охватывает миллиарды лет космической истории, ни одно изображение не может отобразить всю структуру сразу. Публикуемая вырезка показывает лишь часть работы, проделанной за месяцы наблюдения.
Международное научное лидерство в исследованиях
Исследование провели ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде (UCR) в США. В исследовании приняли участие исследователи из девяти дополнительных стран, включая Данию, Чили, Францию, Японию и Германию. Научный документ был опубликован в Астрофизическом журнале, результаты которого были обобщены в процессе экспертной оценки.
Хосейн Хатамния, аспирант UCR и ведущий автор исследования, объяснил, как Джеймс Уэбб сделал возможной такую беспрецедентную точность. Две фундаментальные особенности телескопа объединились, чтобы значительно повысить качество измерений и позиционирования галактик в космическом пространстве-времени.
«Телескоп обнаруживает множество более тусклых галактик на одном и том же участке неба, и расстояния до этих галактик измеряются гораздо точнее», — сказал Хатамния. «Поэтому каждую галактику можно поместить в правильный срез космического времени, что увеличивает разрешение карты».
Бахрам Мобашер, профессор физики и астрономии UCR и соавтор исследования, подчеркнул технологический прогресс, представленный новыми данными. Скачок в глубину и разрешение позволил учёным наблюдать эпохи Вселенной, которые были практически недоступны предыдущему оборудованию.
https://twitter.com/nedoliveira1/status/2054953623415664802?ref_src=twsrc%5Etfw
Что такое космическая паутина
Космическая паутина представляет собой крупномасштабную организацию материи во Вселенной. Вместо того, чтобы быть равномерно распределенными по космосу, галактики сконцентрированы в нитях и слоях, образованных газом и темной материей. Эти структуры разделяют огромные пустоты, области практически лишенные какого-либо наблюдаемого содержания. Полезная аналогия сравнивает эту космическую архитектуру со структурой губки: тонкие стенки представляют собой нити, в которых сконцентрированы галактики, а отверстия соответствуют пустотам между ними. This organization spans billions of light years and connects galaxies and clusters into a single gigantic structure that supports the Universe.
Визуальные данные указывают на конкретные закономерности в этом распределении:
- Желтые области на карте представляют собой плотные регионы, полные галактик.
- Темные области указывают на огромные пустоты между галактическими нитями.
- Карта глубины отслеживает галактики от настоящего до миллиардов лет назад.
- Точка слева на изображении представляет сегодняшний день, а точки дальше указывают на более старые галактики.
- Космические нити соединяют скопления галактик в непрерывную сеть
Производительность Джеймса Уэбба по сравнению с предыдущими инструментами
Предыдущие карты той же области неба уже были созданы с помощью космического телескопа Хаббл. Фундаментальное отличие, по мнению авторов исследования, заключается в превосходной способности Джеймса Уэбба видеть гораздо дальше и со значительно большей ясностью.
Джеймс Уэбб улавливает инфракрасный свет, что позволяет прибору проникать сквозь космическую пыль, которая обычно затрудняет наблюдения. Эта способность позволяет обнаруживать очень слабые и далекие галактики, которые ранее оставались незамеченными в предыдущих обзорах. Структуры, которые на древних картах казались одиночными и изолированными, при просмотре в более высоком разрешении оказались скоплениями нескольких более мелких структур. Детали, которые раньше казались размытыми или нечеткими, теперь можно наблюдать с поразительной четкостью.
«Скачок в глубину и разрешение действительно значителен, и теперь мы можем увидеть космическую паутину в то время, когда Вселенной было всего несколько сотен миллионов лет, в эпоху, которая была практически недосягаема до Джеймса Уэбба», — объяснил Мобашер в официальном заявлении о результатах.
Методика программы КОСМОС-Веб
Данные, использованные в этом картографировании, были получены из программы COSMOS-Web, которая на сегодняшний день считается крупнейшим исследованием, когда-либо проводившимся с участием Джеймса Уэбба. В ходе сеансов наблюдения проект наблюдал область неба, эквивалентную размеру трех полнолуний. Наблюдаемый регион был тщательно выбран и постоянно контролировался, чтобы максимизировать объем собранных данных.
В ходе этого обзора удалось каталогизировать 164 тысячи различных галактик, каждая из которых имеет свои характеристики и измеренные расстояния. Процесс измерения космических расстояний имеет основополагающее значение для построения трехмерной карты. Знание расстояния до каждой галактики позволяет ученым правильно позиционировать ее в космическом времени, создавая истинное представление о структуре Вселенной в разное время.
Точность измерения расстояний приобрела решающее значение в этом проекте. Небольшие изменения могут перемещать галактику между разными «кусками» космического времени, полностью изменяя понимание того, как формировалась и развивалась космическая паутина. Благодаря Джеймсу Уэббу эти измерения достигают беспрецедентного уровня точности.
Значение для понимания космического образования
На практике смотреть на далекие галактики — значит смотреть на прошлое Вселенной. Свету, излучаемому этими галактиками, требуются миллиарды лет, чтобы преодолеть расстояние до Земли. То, что ученые наблюдают сегодня, показывает, как эти галактики выглядели миллиарды лет назад, в ранние эпохи космоса.
С помощью этой карты ученые смогут проследить, как космическая паутина формировалась и трансформировалась на протяжении почти 14 миллиардов лет космической истории. Понимание этой эволюции помогает раскрыть фундаментальные процессы, которые управляли формированием структур во Вселенной с момента ее зарождения. Работа предлагает астрономам беспрецедентный инструмент для исследования условий, существовавших, когда Вселенная была еще молодой.
Публичная доступность данных в онлайн-репозитории позволяет исследователям со всего мира использовать информацию для новых исследований и расследований. Этот открытый доступ ускоряет глобальный научный прогресс и позволяет различным специализированным группам интерпретировать одни и те же данные. Международное сотрудничество, участвующее в проекте, отражает важность этого исследования для всего сообщества наблюдательной астрономии.