Астрономи відкрили приховану “космічну павутину” галактик і газу, простеживши світло водню з раннього Всесвіту. Використовуючи дані експерименту Hobby-Eberly Telescope Dark Energy Experiment (HETDEX), дослідники створили найдетальнішу тривимірну карту випромінювання водню у далекому минулому — приблизно 9–11 мільярдів років тому.
Світло, яке вчені вивчали, називають Lyman-alpha. Воно виникає, коли атоми водню поглинають енергію від сусідніх зірок. Оскільки цей сигнал особливо сильний у регіонах активного зореутворення, його зазвичай використовують для пошуку яскравих галактик у віддаленому космосі. Проте положення тьмяних галактик та слабких хмар газу залишалося майже невідомим.
Щоб побачити ці слабкі джерела, команда застосувала метод Line Intensity Mapping, який вимірює інтенсивність випромінювання певного елемента у великій ділянці космосу. Це дозволяє одночасно фіксувати світіння багатьох слабких об’єктів, навіть тих, які зазвичай непомітні. “Якщо дивитися з літака на місто, звичайні огляди показують лише великі центри, а інтенсивність картування дозволяє побачити також передмістя та маленькі містечка,” пояснює астрофізик Джуліан Муньос, співавтор дослідження.
Проєкт HETDEX використовує телескоп Hobby-Eberly у обсерваторії Макдональд для вивчення понад мільйона яскравих галактик з метою кращого розуміння темної енергії. За роки спостережень астрономи зібрали понад 600 мільйонів спектрів на площі неба, що перевищує площу 2 тисяч повних Місяців. “Ми наразі використовуємо лише близько 5% усіх даних, решта може допомогти для додаткових досліджень,” зазначає керівник HETDEX Карл Гебгард.
Для створення карти дослідники задіяли суперкомп’ютери Texas Advanced Computing Center, які обробили майже півпетабайта даних. Потім вони використали вже каталогізовані яскраві галактики як орієнтири для оцінки розташування слабших галактик і світних газових хмар. Гравітація збирає матерію в скупчення, тому місце яскравої галактики часто вказує на регіони з додатковими об’єктами.
Нова карта дозволяє не лише детальніше розглянути ділянки біля яскравих галактик, а й відкриває раніше невивчені простори між ними. Це дає вченим реальну основу для перевірки комп’ютерних моделей раннього Всесвіту. Наступним кроком стане порівняння цієї карти з іншими обстеженнями, які досліджують інші елементи, наприклад, монооксид вуглецю — ключовий компонент щільних холодних хмар, де формуються зірки.
“Це перше виявлення такого роду, і воно відкриває двері до нової ери інтенсивнісного картування Всесвіту,” зазначає Джуліан Муньос. Завдяки телескопу Hobby-Eberly та новим комплементарним інструментам науковці вступають у справжню золоту еру детального вивчення космосу.