Астрономы использовали космический телескоп Джеймса Уэбба, чтобы создать самую подробную карту космической паутины, массивной структуры, которая соединяет все галактики во Вселенной. Исследовательская группа под руководством Калифорнийского университета в Риверсайде проследила эту огромную сеть до ее раннего состояния, когда Вселенной было всего около 1 миллиарда лет.
Космическая сеть — это гигантский скелет Вселенной, состоящий из огромных волокнистых структур и пластинчатых структур из темной материи и газа, которые окружают огромные области ближнего космоса, называемые «пустотами». Вместе эти структуры образуют масштабную архитектуру Вселенной, соединяя галактики и скопления галактик на огромных расстояниях. Результаты исследования были опубликованы в Astrophysical Journal и основаны на COSMOS-Web, крупнейшем проекте исследования неба в истории телескопа Уэбба. Ученые использовали данные исследования, чтобы изучить, как галактики формировались и развивались в этой взаимосвязанной сети, охватывающей 13,7 миллиардов лет космической истории.
С момента своего запуска в 2021 году телескоп Уэбб произвел революцию в астрономических исследованиях благодаря своей исключительной чувствительности и четкости изображения. Его инфракрасные инструменты могут обнаруживать слабые, далекие галактики, которые были невидимы для ранних телескопов, что позволяет ученым вернуться в более ранние времена во Вселенной и заглянуть сквозь облака космической пыли. Чтобы в полной мере воспользоваться этими возможностями, международная команда разработала проект COSMOS-Web, крупнейшую универсальную программу наблюдения, выбранную для телескопа Уэбба. Исследование охватывает непрерывную область неба размером примерно с три полных луны и специально разработано для составления карты космической паутины.
«Телескоп Уэбб произвел революцию в нашем понимании Вселенной, а COSMOS-Web с самого начала разрабатывался для обеспечения широких и глубоких представлений, необходимых нам для наблюдения за космической паутиной», — сказал первый автор Хоссейн Хатамния, аспирант Калифорнийского университета в Риверсайде и обсерватории Карнеги. Впервые стало возможным изучать эволюцию галактик в скоплениях галактик и волокнообразных структурах в космическом времени, от рождения Вселенной 1 миллиард лет назад до близлежащей Вселенной. «Так называемая ближайшая Вселенная относится к области в пределах примерно 1 миллиарда световых лет от Земли, а 1 световой год составляет примерно 5,88 триллиона миль, что используется для измерения расстояния, которое свет проходит за год».
Бахрам Мобасер, выдающийся профессор физики и астрономии Калифорнийского университета в Риверсайде и наставник Хатамнии, сказал, что новые данные Уэбба дают более детальное представление о крупномасштабной космической структуре, чем предыдущие наблюдения космического телескопа Хаббл. Сравнение двух наборов данных показывает, что многие структуры, которые когда-то были размыты, теперь могут быть четко разделены и изучены более детально. «Улучшения в глубине и разрешении действительно значительны», — сказал Мобазель. «Теперь мы можем видеть космическую сеть, когда Вселенной было всего несколько сотен миллионов лет, в эпоху, которая была практически недоступна до телескопа Уэбба. То, что раньше выглядело как единая структура, теперь разделено на множество структур, и детали, которые раньше были сглажены, теперь ясно видны».
Хатамния объяснил, что это улучшение является результатом сочетания двух ключевых преимуществ телескопа Уэбба. «Этот телескоп обнаруживает гораздо больше слабых галактик в той же области неба, и расстояния до этих галактик измеряются гораздо точнее», — сказал он. «Таким образом, каждую галактику можно поместить в правильный срез космического времени, тем самым увеличивая разрешение карты».
Продолжая традицию открытой науки проекта COSMOS, исследовательская группа публично публикует крупномасштабные структурные карты. «Конвейер обработки данных, используемый для создания карты, звездный каталог 164 000 галактик и их космических плотностей, а также видео, показывающие эволюцию космической сети на протяжении миллиардов лет, — все это доступно публике», — сказал Мобазель. В исследовании также приняли участие ученые из США, Дании, Чили, Франции, Финляндии, Швейцарии, Японии, Китая, Германии и Италии, и оно проводилось при финансовой поддержке исследовательской и инновационной программы Европейского Союза Horizon 2020.