«Субару» нашел самую большую структуру в наблюдаемой Вселенной
Группа японских астрономов из университетов Тохоку, Киото и Эхиме, которые ведут наблюдения на телескопе «Субару», обнаружила на окраинах Вселенной гигантские галактические волокна, растянувшиеся на 200 миллионов световых лет. Эти волокна образовались менее чем через 2 миллиарда лет после рождения Вселенной. На настоящее время это самая большая пространственная структура. Гигантский космический объект, объемное изображение которого напоминает бегущего ягненка, содержит огромные газовые облака, которые, по всей видимости, являются прародителями будущих галактик.
Это — очень важное открытие, так как оно позволяет изучать крупномасштабную структуру Вселенной. Найденный объект — основной представитель населения Вселенной в первые миллиарды лет после Большого взрыва, которое, по мере увеличения возраста Вселенной, принимало всё новые формы. Данное образование является предшественником самых больших структур, которые мы наблюдаем сегодня, — многочисленных скоплений галактик.
Телескоп «Субару» (Subaru), с помощью которого было сделано открытие, — один из самых больших в мире оптических инструментов. Его название (в переводе с японского) означает Плеяды — рассеянное звездное скопление в созвездии Тельца. Диаметр главного зеркала телескопа составляет 8,2 метра, а отшлифовано оно с такой точностью, что отклонения от идеальной поверхности составляют не более 14 нанометров. Фокусное расстояние главного составляет 15 метров, но при помощи коррекционных линз может быть увеличено в два раза. Кроме этого, телескоп может работать в фокусах системы Кассегрена и Несмита (оптическом и инфракрасном). При этом фокусное расстояние системы становится в 12 раз больше, чем в главном фокусе. Зеркало телескопа весит 25 тонн, а общий вес инструмента достигает 612 тонн (при высоте 22 метра).
Установленная на альт-азимутальной монтировке, громадная конструкция управляется компьютером, а специальные двигатели чрезвычайно плавно приводят телескоп в движение сразу по двум осям. Телескоп расположен на высоте 4139 метров на горе Мауна-Кеа (Mauna Kea) на островах с самым лучшим в мире астроклиматом — Гавайях. Прозрачный горный воздух вкупе с отличной проницающей и разрешающей способностью инструмента, достигающей 0,2 угловых секунды, позволяет делать удивительные открытия, подобные загадочным объектам ранней Вселенной.
Ученые в полной мере использовали возможности телескопа, чтобы сделать подробный анализ небесных участков, отдаленных на 12 миллиардов световых лет от Земли, где концентрация галактик достаточно высока. Но несмотря на мощь телескопа астрономам пришлось использовать для исследований автоматизированную камеру Suprime со специальными фильтрами, чувствительными к свету галактик на таком огромном расстоянии. Результаты исследований показали, что эта концентрация галактик — лишь небольшая часть внушительной структуры, обнаруженной учеными.
Сама же гигантская космическая «амеба» имеет протяженность, в 100 раз превышающую расстояние до ближайшей соседки нашей Галактики — галактики в созвездии Андромеды, — равное двум миллионам световых лет. Концентрация галактик здесь в четыре раза больше, чем средняя плотность распределения галактик во Вселенной. Предшествующие известные структуры с такой высокой плотностью были значительно меньше — протяженностью около 50 миллионов световых лет.
Для более детальных исследований нового объекта астрономы применили камеру-спектрограф FOCAS (Faint Object Camera and Spectrograph). С ее помощью удалось определить трехмерное распределение вещества в гигантском образовании. Оказалось, что водородный гигант имеет по крайней мере три ответвления, которые создают его трехмерное тело.
Дальнейшие исследования показали, что объект содержит две больших концентрации газа размером около 400 000 световых лет, а расположены они в местах соединения ответвлений.
Кроме больших газовых «шаров» «Субару» удалось найти еще 33 новых скопления газа, каждое из которых также имеет достаточно внушительные размеры. Это шарообразные объекты диаметром 100 000 световых лет, что сравнимо с размерами Млечного Пути. Такие объекты, названные Лайман-альфа блобами («блобы» — гигантские космические «пузыри»), являются первичными газовыми (водородными) объектами Вселенной, так как обнаруживаются только в отдаленных (соответственно, ранних) областях Вселенной.
Лайман-альфа блобы названы так, поскольку впервые были найдены при изучении спектров далеких объектов. В таких спектрах наблюдаются линии серии Лаймана, то есть эмиссионные линии, связанные с переходом атома водорода из возбужденного состояния в основное, а линия Лайман-альфа наиболее пригодна для изучения глубокого космоса с Земли. Первичные блобы «светятся» лучше всего в линии Лайман-альфа, из чего и вытекает название этих объектов. Лайман-альфа блобы, похоже, связаны с рождением самых больших галактик, так как в гравитационных моделях они являются областями, где газ сжимается под своей собственной тяжестью и ведет к образованию галактик.
Наблюдения за блобами были продолжены на соседнем с «Субару» телескопе — «Кек-2» (Keck-2). При помощи спектрографа DEIMOS ученые обнаружили, что газ в блобах движется со скоростью больше 500 километров в секунду. Кроме этого, блобы имеют различную форму и яркость.
Открытие самой большой структуры во Вселенной позволит лучше понять состояние Вселенной сразу после Большого взрыва, а также прояснить процессы формирования галактик.
Источники:
1) The Largest Structure in the Universe // Universetoday.com, 27.06.2006.
2) Giant gas clouds illuminate Universe's largest structure // Subaru News Release, 26.07.2006.
Александр Козловский, Астрогалактика
-
"...галактические волокна, растянувшиеся на 200 миллионов световых лет. Эти волокна образовались менее чем через 2 миллиарда лет после рождения Вселенной. На настоящее время это самая большая пространственная структура".
Стандартная LCDM модель крупномасштабной структуры вселенной есть модель "снизу-вверх", т.е. в этой модели первыми образуются галактики, которые потом группируются в кластеры галактик.
В связи с этим возникают вопросы:
1) каким образом эта модель (да и вообще, современная космология)обясняет то, что первыми, на сколько я понимаю, появились суперкластеры, а не галактики?
2) достаточно ли времени (2 млд. лет) для образование таких суперкластеров в рамках моделей "снизу-вверх"?
3) действительно ли обнаруженная структура есть самой большой? Больше Великой Стены и Великого Аттрактора (200-500 млн.св. лет, http://en.wikipedia.org/wiki/Large-scale_structure_of_the_cosmos)?
В настоящее время, по моему мнению, единственной моделью образования волокнистой структуры есть модель Бонда, Кофмана и Погосяна (1996).
Однако, это - сложная нелинейная модель. Известно ли кому-нибудь из литературы более простое физическое обяснение образование волокнистой структуры?-
А разве идея Зельдовича об образовании крупномасштабной структуры из-за опрокидывания решений уравнения Хопфа уже закрыта? Там как раз волокнистость получается из-за каустик.
-
На сколько мне известно, модель Зельдовича (модель "блинов")применялась для "горячей" темной материи (релятивистские нейтрино)без лямбда-члена. Возможно, что метод Зельдовича каким-то образом применяется и в модели "холодной" темной материи Бонда и др., но, моих знаний не достаточно чтобы что-то определенного сказать об этом...
-
Идея Зельдовича прекрасно работает для того, что в матфизике называется "пылевой материей" -- газ с некой плотностью, но с нулевым давлением и, до поры до времени, без самогравитации.
-
К сожалению, я не обладаю достаточными знаниями и способностями, чтобы прокомментировать идею Зельдовича. Но, если мне не изменяет память, волокна или каустики у Зельдовича получались как промежуточное решение, т.е. волокна - это временное явление, сменяющееся другой формой, тогда как в природе волокна - устойчивая форма. Но я могу ошибаться.
Еще раз посмотрю работу Бонда и др.. Возможно, они и используют идею Зельдовича. Во всяком случае, спасибо за подсказку.-
Понятно, что как только ситуация дошла до опрокидывания, то локальная плотность стала столь велика, что исходное приближение о пренебрежимости самогравитации (и, возможно, о нулевом давлении) становится неверным. Это значит, что дальше эволюция будет какая-то иная, по-видимому будет развиваться турбулентность, и уж вряд ли приведет к рассасыванию каустических волокон.
-
Я просмотрел работу Зельдовича Происхождение ячеистой крупномасштабной структуры вселеной (Письма в АЖ, 1982,т. 8, ? 4, с. 195-197) . Вы правы в том, что она приложима также к холодной материи с нулевым давлением. Однако, Зельдович в своей работе прямо говорит,что ячеистая структура является временной формой. За ячеистой и волокнистой структурами следует структура в виде отдельных капель барионного вещества. Физически Зельдович это обясняет на примере молока: меньшая часть массы молока (жир) собран в виде отдельных разрозненных капель в воде.Т.е., волокна как раз будут рассасываться.
Я также просмотрел оригинальную работу astro-ph/9512141 J. Richard Bond, Lev Kofman, Dmitri Pogosyan How Filaments are Woven into the Cosmic Web. Авторы приводят 2 основные теории образования крупномасштабной структуры: Зельдовича ('блинов') и иерархического скучивания Пиблза. Так, что в отношении, что 'еще Зельдовича не сгинела' вы были правы. Однако, как указывают авторы статьи, теория Зельдовича хорошо работает только на масштабах кластеров галактик, а не самих галактик. Как я понял, авторы улучшили метод Зельдовича использовав результаты теории иерархического скучивания, которая лучше описывает мелкую структуру.
-
-
-
-
-
-
-
Скорость света все-таки поболее пятисот километров в секунду :) Но главное, что Эйнштейн НЕ доказал, что скорость света является предельной. Во-первых, его теории - это все-таки лишь теории, а во-вторых, его теории - это математические спекуляции, не имеющие отношения к реальному миру. Хотя, как и многие выдающиеся математические спекуляции, успешно захватывающие сознание и на долгое время ставящие реальные исследования в зависимость от себя. Это серьезно тормозит развитие научной мысли, но, к счастью, любые теории - прямо или косвенно - ограничивающие возможности человеческого разума, неизбежно опровергаются. Основные теории Эйнштейна не могут быть исключением :)
Последние новости
