Астрономы совершили открытие, которое меняет представление о месте нашей Галактики во Вселенной. Согласно новому исследованию, Млечный Путь и его соседи не просто дрейфуют в пустоте, а встроены в гигантский «лист» или «блин» из темной материи. Этот вывод был сделан на основе анализа движения галактик в ближайшем космосе, который позволил составить карту гравитационного притяжения невидимой массы, известной как темная материя.
Работа, проведенная под руководством астронома Эвудa Вемпе из Университета Гронингена в Нидерландах, предлагает элегантное решение сразу трех давних загадок локальной Вселенной: существование Местного Листа, Местного Пузыря и так называемого «спокойного потока Хаббла». Местный Лист представляет собой плоскую структуру, в которую входят наша Галактика, Туманность Андромеды и соседние с ними звездные системы.
Рядом с этим листом находится Местный Пузырь — область пространства, необычайно бедная галактиками, от которой Местная группа удаляется с аномальной скоростью. Кроме того, астрономов давно озадачивал спокойный и равномерный характер расширения Вселенной в наших окрестностях, который, согласно расчетам, должны были бы нарушать гравитационные возмущения от массивных Млечного Пути и туманности Андромеды. Чтобы разобраться в этих феноменах, исследователи обратились к данным о движении 31 относительно изолированной галактики, собранным за несколько десятилетий в ходе крупных обзоров неба. Выбор пал именно на эти объекты, поскольку их удаленность от крупных гравитационных центров делает их идеальными индикаторами локального расширения космоса. Ученые запустили симуляции, которые начинались с условий ранней Вселенной, основанных на реликтовом излучении — эхе Большого взрыва, и попытались воспроизвести в них наблюдаемые траектории выбранных галактик, а также Млечного Пути и туманности Андромеды.
Результаты моделирования сошлись с реальностью только при соблюдении строго определенного условия: масса в нашем космическом окружении должна быть распределена в виде гигантского листа, над и под которым простираются пустоты. Такая архитектура идеально объясняет все три загадки. Плоский лист темной материи неизбежно привел бы к формированию плоского Местного Листа из видимых галактик, поскольку распределение светящейся материи следует за распределением темной. Гравитационное притяжение этого массивного листа, в свою очередь, вытянуло бы вещество из прилегающих областей, создавая по обе стороны от него пустоты — тот самый Местный Пузырь. Наконец, сама геометрия плоской структуры ослабляет гравитационное притяжение по направлению к центру, где находится Местная группа, позволяя внешним галактикам расширяться более равномерно, что и создает эффект «спокойного потока Хаббла».
Особую ценность открытию придает тот факт, что для его объяснения не требуется привлекать новую, экзотическую физику. Существование подобных листов в космической паутине уже предсказано теорией, и возможные механизмы их образования активно изучаются. Главным достижением работы стало то, что динамика галактик в нашем ближайшем окружении, воспроизведенная в новых симуляциях, сама потребовала наличия такого листа, прекрасно вписавшись в существующие космологические модели.
«Мы исследуем все возможные локальные конфигурации ранней Вселенной, которые в конечном итоге могли привести к формированию Местной группы, — прокомментировал результаты Эвуд Вемпе. — Замечательно, что теперь у нас есть модель, которая, с одной стороны, согласуется с текущей космологической моделью, а с другой — объясняет динамику нашего локального окружения».