Далека протосуперскупчення галактик показала зародження космічної павутини

23 вересня 2026 р. 23:18

23 вересня 2026 р. 23:18

Астрономи виявили найвіддаленіший на сьогодні фрагмент космічної павутини — протосуперскупчення галактик COSMOS-z3.1-A. Про це повідомляє Universe Today . Ми бачимо цю структуру такою, якою вона була близько 12 мільярдів років тому , коли Всесвіту було лише кілька мільярдів років.

Це раннє скупчення — ще не цілком сформована надмасивна система, а радше «немовля» суперкластера. Згодом воно мало перетворитися на гравітаційно зв’язане скупчення скупчень галактик, що стане частиною великомасштабної структури — космічної павутини з галактик, газу та темної матерії.

Що таке COSMOS-z3.1-A і чим воно особливе

За спостереженнями, COSMOS-z3.1-A складається з десяти щільних груп галактик , які тоді самостійно формували окремі скупчення. Надалі вони мали зливатися в єдине протосуперскупчення. Аналіз подібних ранніх структур дає змогу простежити, як зі скупчень молодих галактик сформувалися сучасні надскупчення.

Команду очолила аспірантка Університету Пердью Вандана Рамакрішнан (Vandana Ramakrishnan). Вона та колеги прагнули зрозуміти, як у ранньому Всесвіті зростали масивні структури й як середовище в таких протоскупченнях впливало на еволюцію окремих галактик. Дослідників також цікавило, як ці молоді утворення «вбудовані» в ширший каркас космічної павутини.

У матеріалі Universe Today додається відео, яке дає змогу «наблизитися» до області неба, де розташоване COSMOS-z3.1-A, та побачити його оточення.

Огляд ODIN: заглянути в перші мільярди років

Відкриття стало можливим завдяки огляду ODIN (One-hundred-deg2 DECam Imaging in Narrowbands). Протягом трьох років астрономи відпрацювали 100 ночей спостережень , отримавши одні з найглибших зображень південного неба. Камера Dark Energy Camera (DECam) встановлена на 4-метровому телескопі Віктора М. Бланко в обсерваторії Серро-Тололо в Чилі.

Зібрані зображення дали змогу ідентифікувати близько 150 дуже далеких протоскупчень галактик, що сформувалися впродовж перших трьох мільярдів років після Великого вибуху. Такі дані допомагають з’ясувати не лише походження самих галактик і їхніх скупчень, а й те, яку роль вони відіграли у формуванні космічної павутини, яку ми спостерігаємо сьогодні.

Астроном Ерік Гавізер (Eric Gawiser) з Університету Ратгерса наголошує, що порівняння таких ранніх структур із сучасними надскупченнями є ключем до розуміння загальної картини еволюції Всесвіту. У близькому Всесвіті ми бачимо вже «готові» кластери, тоді як COSMOS-z3.1-A показує стадію, коли їхні «цеглинки» ще тільки збиралися докупи.

Надзвичайно рідкісна й масивна структура

За оцінками, маса COSMOS-z3.1-A становить приблизно 5000 мас Чумацького Шляху . Для такого раннього етапу космічної історії це дуже велика концентрація речовини.

На думку Рамакрішнан, ця протосуперскупчення належить до «найекстремальніших, найбільш перенаселених» регіонів у Всесвіті. Розрахунки показують, що подібних об’єктів має бути менше ніж один на 10 000 звичайних скупчень галактик — тобто це дійсно рідкісне явище.

Як Всесвіт будує структури знизу догори

Спостереження COSMOS-z3.1-A підтримують гіпотезу ієрархічного формування структури Всесвіту — так званий сценарій «знизу догори». У найдавнішому Всесвіті переважала плазма протонів, які згодом утворили атоми водню. Темна матерія «згуртовувала» цей газ у більш щільні області.

У цих ущільненнях запалали перші зорі й зародилися галактики. Далі галактики гравітаційно притягували одна одну, збираючись у скупчення, а ті — у суперкластери. Так сформувалася космічна павутина з гігантських ниток і вузлів.

Тривимірні карти, які команда побудувала на основі даних ODIN, показують, що ранні протоскупчення мають грудкувату, нерегулярну форму і часто розташовані в місцях перетину кількох філаментів павутини. Науковці вважають, що саме така «клаптикова» будова є свідченням ієрархічного росту: з часом окремі щільні ділянки зливаються, і структура стає більш округлою та впорядкованою — як сучасні скупчення поблизу нас.

Суперкластери в сучасному Всесвіті

Скупчення галактик — найбільші окремі гравітаційно зв’язані структури у Всесвіті. Вони можуть містити тисячі галактик і простягатися на мільйони світлових років. Надскупчення, своєю чергою, складаються з багатьох таких кластерів.

Наприклад, надскупчення Діви, до якого входять Скупчення Діви та наша Локальна група, має розміри близько 150 мільйонів світлових років . Воно є частиною ще більшого утворення — надскупчення Ланіакея. В межах спостережуваного Всесвіту відомо близько 10 мільйонів надскупчень.

Кластери й надскупчення містять значну частину темної матерії , про присутність якої судять за її гравітаційним впливом на видиму речовину. Вивчення таких систем допомагає зрозуміти розподіл маси у Всесвіті.

Що дадуть майбутні спостереження

У майбутньому огляди неба за допомогою Обсерваторії Віри Рубін мають виявити ще більше далеких протосуперскупчень, подібних до COSMOS-z3.1-A. Це дозволить значно точніше реконструювати шлях еволюції надмасивних структур — від перших мільярдів років після Великого вибуху до сучасної космічної павутини.

Додатково за бажання можна переглянути пов’язане відео про цю знахідку на YouTube, яке візуально демонструє область неба з протосуперскупченням та його околиці.

Наука