Астрономи виявили нову космічну структуру, яка простягається на понад 1,3 мільярда світлових років, що робить її найбільшим утворенням, яке коли-небудь спостерігали. Вона отримала назву Кіпу (Quipu) і містить близько 200 квадрильйонів сонячних мас у своїх безмежних просторах. Вчені припускають, що розуміння надструктури такого масштабу є ключовим для усвідомлення космічної павутини Всесвіту загалом, оскільки величезні об’єкти можуть впливати на вимірювання космічного розширення. Про цю нову знахідку оголосили 6 лютого 2025 року, щоб підкреслити, як ці відкриття можуть змінити наші методи вивчення глибокого космосу.
Космічна структура Кіпу
Прорив здійснила команда під керівництвом Ганса Бьорінгера з Інституту Макса Планка, яка разом з іншими дослідниками картографувала щільні скупчення галактик за допомогою рентгенівських спостережень. Вони змогли виявити масивну приховану масу Кіпу, аналізуючи яскраві рентгенівські скупчення галактик у рамках огляду CLASSIX.
Кіпу отримав свою назву на честь давньої інкської системи запису чисел за допомогою вузлів на шнурах. Його центральний стрижень нагадує головний вузол, від якого відходять розгалужені відгалуження, що символізує величезні космічні нитки цієї структури. Дослідники також зазначають, що подовжена форма Кіпу, зі вторинними гілками, дає нове уявлення про те, як можуть формуватися надструктури. Більшість космічних філаментів здаються прямими, але сегментована конструкція Кіпу викликає запитання про різноманітні способи збирання матерії у величезних масштабах.
Чому розмір має значення?
Експерти наголошують, що реліктове випромінювання, яке є відлунням Великого вибуху, може змінюватися під впливом таких гігантських структур, як Кіпу. Це відбувається через ефект Сакса-Вольфа, який викликає невеликі температурні зрушення у випромінюванні.
Це ускладнює отримання точних даних про ранній Всесвіт, адже суперструктури можуть вносити спотворення у вимірювання космічного розширення. Усунення таких впливів допоможе зробити майбутні дослідження точнішими. Крім того, величезні структури можуть змінювати рух галактик, створюючи відхилення від рівномірного розширення Всесвіту. Це критично важливо для визначення сталої Габбла — ключового параметра, який описує темпи розширення космосу.
Моделювання космічних структур
Моделі ΛCDM (лямбда-холодної темної матерії) передбачають існування таких масивних об’єктів. Порівнюючи спостереження з теоретичними прогнозами, вчені підтверджують, що структури на кшталт Кіпу відповідають поточним уявленням про еволюцію матерії у Всесвіті.
Симуляції великомасштабних структур показують, що галактики та їхні скупчення формуються вздовж ниток космічної павутини. Виявлення Кіпу підкреслює, як реальні дані можуть підтвердити ці моделі та спрямувати їх на подальше вдосконалення. Протягом мільярдів років менші скупчення галактик можуть зливатися, формуючи ці гігантські нитки. Такі злиття вивільняють величезну кількість енергії, яка нагріває навколишній газ і запускає хвилі зореутворення, надаючи кожній суперструктурі унікальних характеристик.
Різкі зміни у галактиках
Астрономи порівнюють галактичні скупчення, розташовані в менш щільних регіонах, із тими, що входять до складу надструктур. Вони виявили значні відмінності в розподілі галактик, що свідчить про вплив навколишнього середовища на їхню еволюцію.
Спостереження показують, що скупчення в межах таких колосальних структур є масивнішими і мають складніші взаємодії між галактиками. Це може допомогти зрозуміти, як розташування впливає на народження, розвиток і трансформацію зоряних систем. Також вчені намагаються пояснити, чому деякі галактики раптово припиняють утворювати нові зорі, тоді як інші, навпаки, переживають періоди активного зореутворення.
Гравітаційне лінзування та спотворення зображень
Масивні гравітаційні поля суперструктур, таких як Кіпу, можуть спотворювати світло далеких об’єктів через ефект гравітаційного лінзування. Це може вносити похибки в астрономічні спостереження, коли вчені намагаються створити карти далеких космічних об’єктів.
Майбутні огляди неба повинні враховувати ці спотворення, щоб уникнути змішування реальних сигналів із артефактами. Новітні інструменти покликані зменшити такі похибки та підвищити точність астрономічних вимірювань. Вчені припускають, що навіть одна неправильно інтерпретована лінза може спотворити цілі каталоги далеких галактик. Точне розуміння цього ефекту стане критичним випробуванням для майбутніх місій, спрямованих на вивчення темної енергії та темпів розширення Всесвіту.
Тимчасовий, але важливий феномен
Космічна структура Кіпу не залишиться незмінною назавжди — її частини з часом розпадуться на окремі гравітаційно зв’язані зони. Проте зараз вона є унікальним об’єктом для дослідження того, як такі великі утворення формуються і впливають на свій простір.
Вчені підкреслюють, що Кіпу має достатню масу, щоб чинити потужний гравітаційний вплив на навколишню матерію. Вони вважають це рідкісною можливістю для вимірювання процесів, які формують і розсіюють ці гігантські мережі. Кожен сегмент Кіпу, ймовірно, містить газові хмари та темну матерію, які можуть рухатися з різною швидкістю. Згодом вони можуть або розпадатися на менші структури, або, навпаки, зливатися, змінюючи космічний ландшафт несподіваними способами.
Кіпу як модель
Вчені планують дослідити, як членство в надмасивних структурах впливає на еволюцію галактик. Вони хочуть зіставити щільність скупчень із темпами зореутворення, хімічним складом та іншими параметрами.
«Це тимчасові конфігурації. Вони є особливими фізичними об’єктами з унікальними властивостями та спеціальним космічним середовищем, яке заслуговує на детальне вивчення», — зазначив Ганс Бьорінгер, головний автор дослідження.
Астрономи вважають, що Кіпу може слугувати моделлю для розуміння найбільших утворень у Всесвіті та їхнього впливу на майбутні астрономічні огляди. Дослідження опубліковано в журналі Astronomy and Astrophysics.