Oamenii de știință au obținut cea mai clară imagine de până acum a unei porțiuni din rețeaua cosmică, uriașa rețea ascunsă de materie care se întinde prin Univers și conectează galaxiile. După ce au petrecut sute de ore colectând observații, o echipă internațională a capturat o imagine detaliată a unui filament cosmic masiv care leagă două galaxii aflate în formare activă, dintr-o perioadă în care Universul avea doar aproximativ 2 miliarde de ani. Descoperirea oferă o privire directă rară asupra uneia dintre cele mai mari structuri existente și ar putea ajuta cercetătorii să înțeleagă mai bine modul în care galaxiile cresc și evoluează de-a lungul timpului cosmic.
Structura Ascunsă a Universului
Cosmologia modernă sugerează că materia întunecată reprezintă aproximativ 85% din toată materia din Univers. Deși invizibilă, se crede că materia întunecată modelează un cadru gigantic asemănător unei pânze, format din filamente lungi. În punctele în care aceste filamente se intersectează, se formează galaxii care strălucesc intens. Oamenii de știință cred că aceste filamente acționează și ca autostrăzi intergalactice, canalizând gaz în galaxii și alimentând nașterea de noi stele. Înțelegerea modului în care acest gaz se mișcă prin rețeaua cosmică este considerată esențială pentru înțelegerea modului în care se dezvoltă galaxiile. Dar detectarea acelui gaz a fost extrem de dificilă. Majoritatea gazului intergalactic a fost observat doar indirect, măsurând modul în care absoarbe lumina de la obiecte luminoase din spatele acestuia. Hidrogenul, cel mai abundent element din cosmos, emite doar o strălucire foarte slabă, făcând observațiile directe aproape imposibile pentru instrumentele mai vechi.
Sute de Ore de Observații Telescopice
Noile observații au fost efectuate de cercetători de la Universitatea din Milano-Bicocca, împreună cu oameni de știință de la Institutul Max Planck pentru Astrofizică (MPA). Echipa a folosit MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer), un instrument puternic montat pe Telescopul Foarte Mare al Observatorului European de Sud din Chile. Chiar și cu o astfel de tehnologie avansată, proiectul a necesitat una dintre cele mai ambițioase campanii de observare MUSE realizate vreodată într-o singură regiune a cerului. Cercetătorii au colectat date timp de sute de ore pentru a detecta filamentul slab suficient de clar pentru o analiză detaliată.
Studiul, condus de Davide Tornotti, doctorand la Universitatea din Milano-Bicocca, a produs cea mai clară imagine capturată vreodată a unui filament cosmic care se întinde pe aproximativ 3 milioane de ani-lumină. Structura conectează două galaxii care conțin fiecare o gaură neagră supermasivă activă. Rezultatele au fost publicate în Nature Astronomy și oferă o nouă modalitate de a studia proprietățile fizice ale gazului din interiorul filamentelor intergalactice.
O Călătorie de 12 Miliarde de Ani prin Spațiu
"Prin captarea luminii slabe emise de acest filament, care a călătorit timp de puțin sub 12 miliarde de ani pentru a ajunge pe Pământ, am putut să-i caracterizăm cu precizie forma", explică Davide Tornotti. "Pentru prima dată, am putut trasa granița dintre gazul care se află în galaxii și materialul conținut în rețeaua cosmică prin măsurători directe."
Pentru a interpreta mai bine observațiile, cercetătorii au comparat datele cu simulări supercomputer ale Universului create la MPA. Aceste simulări au prezis cum ar trebui să arate astfel de structuri filamentoase în conformitate cu modelele cosmologice actuale.
"Când comparăm cu noua imagine de înaltă definiție a rețelei cosmice, găsim un acord substanțial între teoria și observațiile actuale", adaugă Tornotti.
Indicii Noi Despre Formarea Galaxiilor
Potrivirea reușită între observații și simulări oferă oamenilor de știință o încredere mai mare în înțelegerea lor despre modul în care gazul este distribuit în jurul galaxiilor și despre modul în care galaxiile primesc materialul necesar pentru a continua să formeze stele. Cercetătorii speră acum să identifice mult mai multe dintre aceste structuri slabe pentru a construi o imagine mai largă a modului în care materia curge prin rețeaua cosmică.
Fabrizio Arrigoni Battaia, om de știință MPA implicat în studiu, concluzionează: "Suntem încântați de această observație directă, de înaltă definiție, a unui filament cosmic. Dar, după cum se spune în Bavaria: 'Eine ist keine' - una nu contează. Așa că adunăm date suplimentare pentru a descoperi mai multe astfel de structuri, cu scopul final de a avea o viziune cuprinzătoare asupra modului în care gazul este distribuit și curge în rețeaua cosmică."