Пропажа вселенских масштабов
3 мин чтения

Астрономы обнаружили глобальный недостаток ультрафиолета во Вселенной

Галактики, близкие к Солнечной системе, излучают в пять раз меньше ультрафиолета, чем на то указывает степень ионизации материи в водородных «пуповинах», которые соединяют галактики между собой, выяснили астрономы из США. Как говорится в статье в журнале Astrophysical Journal Letters, причиной такого загадочного явления может быть распад частиц антиматерии внутри этих нитей водорода.

«Представьте себе, что вы находитесь в большой, ярко освещенной комнате. Вы оглядываетесь по сторонам и видите, что ее освещают три-четыре 40-ваттных лампочки. Возникает вопрос: откуда берется весь этот лишний свет? Мы не смогли найти ранее неизвестные источники ультрафиолета во время нашей галактической переписи. Это могло случиться по двум причинам: или наши оценки по силе свечения галактик и квазаров крайне далеки от истины, или же во Вселенной есть иные источники ионизирующих фотонов. Мы в шутку назвали этот феномен "кризисом недопроизводства фотонов". Не стоит беспокоиться о Вселенной — с ней все хорошо и она живет нормально, а вот астрономам придется как-то справляться с этим кризисом», — рассказала Джуна Коллмайер из Обсерватории института Карнеги в Пасадене (США), чьи слова приводит учреждение.

Коллмайер и ее коллеги из различных университетов США, Италии и ЮАР совершили это открытие, анализируя данные, собранные ультрафиолетовым спектрометром COS — одним из самых новых инструментов «Хаббла», который был установлен на борт орбитальной обсерватории в мае 2009 года. Главная задача этого прибора — изучение вселенской «космической паутины».

Почти ни у кого сегодня нет сомнений в том, что Вселенная по своей средне- и крупномасштабной структуре похожа на гигантскую трехмерную паутину. Ее нити-филаменты состоят из сгустков темной материи, которые окружены водородом и другими компонентами межгалактической среды. В точках пересечения этих нитей находятся плотные комки видимой материи — отдельные галактики и их группы. В июле 2012 года астрофизики смогли обнаружить одну из таких паутинок, соединяющих галактики Abell 222 и Abell 223, благодаря искажениям в свете далеких звезд, которые вызывала темная материя.

Авторов статьи интересовала не темная материя филаментов, а прилипший к ним газ межгалактической среды. Химический состав и физические свойства этого газа хорошо известны астрономам, что позволяет использовать его в качестве своеобразного космического зеркала, отражающего историю Вселенной в далеком прошлом. Когда излучение далеких галактик и квазаров проходит через нить космической паутины на пути к Земле, нейтральные атомы водорода в ней активно поглощают фотоны ультрафиолета.

Паутина, соединяющая галактики Abell 222 и Abell 223. Фото: usm.uni-muenchen.de

Паутина, соединяющая галактики Abell 222 и Abell 223. Фото: usm.uni-muenchen.de

В результате этого в спектре этих объектов возникает лес Лайман-альфа — набор из множества темных линий, частота расположения, толщина и другие параметры которых могут рассказать многое об облике Вселенной и нитей ее паутины в давно минувшие эпохи.

Изучая линии этого космического леса на спектрограммах COS, Коллмайер и ее коллеги заметили, что они были заметно ярче, чем на то указывали компьютерные и математические модели космической паутины. Если текущие теоретические представления о природе нитей паутины и газа в них верны, столь заметный «частокол» из линий поглощения должен возникнуть только лишь в том случае, если бы Вселенная вырабатывала в пять раз больше ультрафиолета, чем на то указывают наблюдения за квазарами и активными галактиками.

Столь сильное и неожиданное расхождение между теориями и реальностью озадачило ученых, и они попытались найти источник недостающего ультрафиолета и причину столь сильной ионизации водорода в межгалактических связях. Сначала авторы статьи предположили, что газ в них гораздо горячее, чем мы думаем. Когда астрономы учли этот фактор в компьютерной модели космической паутины, им стало очевидно, что трюк не работает: даже при повышении температуры газа в 10 раз лес Лайман-альфа оставался недостаточно ярким. Другие попытки спасти общепринятую модель паутины — увеличение дальнобойности ультрафиолетовых фотонов, мощности квазаров и других галактических феноменов — закончились столь же неудачно.

Все это заставило Коллмайер и ее коллег развести руками и констатировать начало «кризиса ультрафиолетового недопроизводства» в астрофизике межзвездной среды. По их словам, есть два возможных объяснения этого феномена, оба из которых не нравятся самим ученым. Первое из них — мы ошибаемся в наших представлениях о плотности и структуре межзвездной среды, что крайне маловероятно с точки зрения авторов статьи. Второе — недостающие ультрафиолетовые фотоны могут возникать в результате распада или аннигиляции темной материи в нитях паутины или в галактических гало — «бубликах» из темной материи, окружающих все существующие галактики Вселенной.

«Нам крайне интересно думать о том, что "пропавшие" фотоны возникают не в квазарах или галактиках, а в каких-то экзотических и неведомых нам источниках. — пояснил другой участник исследования Нил Катц из университета штата Массачусетс. — С другой стороны, можно с уверенностью говорить о наступлении кризиса в этой области астрофизики, если мы всерьез начинаем говорить о распадающейся темной материи».

Читайте нас в мобильном приложении

Если у Вас возник вопрос по материалу, то Вы можете задать его специальной рубрике Задать вопрос Из мебельщиков в президенты Далее в рубрике Из мебельщиков в президентыВ Индонезии столичный губернатор и зять экс-президента борются за пост главы государства Читайте в рубрике «В мире» Станислав Протасов: «Технологии Acronis спасают миллионы»Сооснователь IT-гиганта представил в Технопарке МФТИ настоящий гоночный болид «Формулы-1» Станислав Протасов: «Технологии Acronis спасают миллионы»
Подписывайтесь на канал rusplt.ru в Яндекс.Дзен
Подписывайтесь на канал rusplt в Дзен
Комментарии
09 июля 2014, 22:20
Спасибо новому оборудованию хаббла, теперь мы знаем о нехватке ультрафиолета во Вселенной, осталось понять что с этой ценной информацией можно сделать
это точно, знания приумножают скорбь, умные люди когда-то, до запуска Хаббла говорили
09 июля 2014, 19:34
Всё так и должно быть.
Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
Читайте только самое важное!
Подпишитесь на «Русскую планету» в социальных сетях и читайте наиболее актуальные материалы
Каждую пятницу мы будем присылать вам сборник самых важных
и интересных материалов за неделю. Это того стоит.
Закрыть окно Вы успешно подписались на еженедельную рассылку лучших статей. Спасибо!