Astronómovia našli chýbajúci kúsok vesmírnej skladačky: Vlákno dlhé 23 miliónov svetelných rokov spája galaxie

Náš vesmír nie je prázdnym priestorom medzi hviezdami a galaxiami – naopak, ukrýva rozsiahlu a doposiaľ len čiastočne preskúmanú štruktúru, ktorú vedci označujú ako kozmickú sieť. Táto sieť sa skladá z takzvaných filamentov – dlhých, tenkých vlákien plynu a hmoty, ktoré spájajú najhustejšie oblasti vesmíru, teda kopy galaxií.

Vedci už desaťročia predpokladajú, že práve v týchto vláknach sa ukrýva časť „chýbajúcej“ hmoty, ktorú potrebujeme na to, aby naše fyzikálne modely fungovali. Napriek tomu sa ich doteraz nepodarilo priamo zachytiť – boli jednoducho príliš slabé, príliš horúce alebo príliš rozptýlené.

Najnovšie pozorovania však túto záhadu výrazne posúvajú vpred – vďaka röntgenovým vesmírnym teleskopom sa vedcom podarilo detailne popísať jedno z týchto vlákien, informujú tvnoviny.sk. Výsledky potvrdzujú, že vesmír je omnoho prepojenejší, než sme si doteraz dokázali predstaviť.

Ako sa píše v publikovanej štúdii, vedci objavili obrovské vlákno horúceho plynu, ktoré spája štyri kopy galaxií a mohlo by obsahovať časť dlho hľadanej „chýbajúcej“ hmoty vesmíru. Táto látka, ktorú doteraz nebolo možné pozorovať, tvorí významnú časť takzvanej bežnej hmoty, z ktorej pozostávajú hviezdy, planéty aj samotný život.

Objav prišiel po desaťročiach pátrania. Vedci sa už dlho domnievali, že táto hmota existuje, keďže bez nej by nefungovali súčasné modely vývoja a štruktúry vesmíru. Teraz sa im vďaka dátam z röntgenových teleskopov ESA a JAXA – konkrétne XMM-Newton a Suzaku – podarilo po prvý raz presne izolovať a opísať jeden z filamentov, v ktorom sa táto hmota nachádza.

„Po prvý raz naše výsledky presne zodpovedajú predpokladom najpresnejších kozmologických simulácií. Zdá sa, že naše modely vesmíru boli správne,“ uviedol hlavný autor štúdie Konstantinos Migkas z Leidenského observatória v Holandsku.

Vlákno medzi galaxiami ukryté v röntgenovom svetle

Nový objav je výnimočný nielen svojím rozsahom, ale aj technickým spôsobom, akým sa ho podarilo dosiahnuť. Vlákna plynu sa v minulosti síce pozorovali, no ich slabý žiarivý podpis sa často strácal v jasnom svetle galaxií a čiernych dier, ktoré sa nachádzali v ich okolí.

Tentokrát vedci dokázali „odrušiť“ kozmické šumy a jasne identifikovať plyn ako súčasť samotného vlákna. „Vďaka XMM-Newton sme mohli identifikovať a odstrániť rušivé zdroje röntgenového žiarenia, najmä supermasívne čierne diery. Tak sme vedeli, že sa skutočne pozeráme na samotné vlákno,“ vysvetlil spoluautor štúdie Florian Pacaud z Bonnskej univerzity.

Objavené vlákno obsahuje približne desaťnásobok hmotnosti Mliečnej cesty a spája štyri kopy galaxií, ktoré sú súčasťou tzv. Shapleyho superkopy – obrovského zoskupenia viac ako 8 000 galaxií.

Obrovská kozmická sieť sa začína odhaľovať

Filament, ktorý sa vinie naprieč Shapleyho superkopou, dosahuje dĺžku až 23 miliónov svetelných rokov, čo zodpovedá približne 230-násobku priemeru Mliečnej cesty. Jeho teplota presahuje 10 miliónov stupňov Celzia, čím sa radí medzi najhorúcejšie štruktúry v známom vesmíre.

„Tento objav nám neukázal len rozsiahle a predtým neviditeľné vlákno, ale aj to, ako sú niektoré z najhustejších štruktúr vesmíru – kopy galaxií – prepojené na obrovské vzdialenosti,“ konštatovala Európska vesmírna agentúra.

Zistenie zároveň potvrdzuje existenciu tzv. kozmickej siete – neviditeľnej „pavučiny“ filamentov, ktoré spájajú najhustejšie časti vesmíru a podmieňujú štruktúru všetkého, čo vo vesmíre pozorujeme.

Nová misia Euclid hľadá temné záhady

Presné mapovanie tejto siete a jej vývoja je jedným z hlavných cieľov misie ESA s názvom Euclid, ktorá odštartovala v roku 2023. Táto misia sa okrem kozmických filamentov zameriava aj na skúmanie temnej hmoty a temnej energie – dvoch komponentov, ktoré tvoria až 95 % vesmíru, no zatiaľ ich nebolo možné priamo pozorovať.

„Tento výskum je vynikajúcim príkladom spolupráce medzi teleskopmi a nastavuje nový štandard pre pozorovanie svetla pochádzajúceho z jemných vlákien kozmickej siete,“ uviedol Norbert Schartel, projektový vedec misie XMM-Newton.

Najnovší objav tak nielenže zapláta dlhoročnú medzeru vo fyzikálnych modeloch vesmíru, ale zároveň naznačuje, že záhady „chýbajúcej“ hmoty sa postupne dajú rozlúštiť – ak budeme vedieť kam a ako sa pozerať.