Avaruuden kylmässä erämaassa galaksit hiipivät yhteen tähtiä nuotioiden ja supermassiivisten mustien reikien vakuuttavan vetovoiman ympärillä. Näiden viihtyisten galaksiklusterien välissä, joissa tyhjää tilaa ulottuu miljoonien valovuosien ympäri, heikko kaasutie siltaa pimeyden.
Tämä kaasukas, galaktien välinen verkko tunnetaan kosmologisissa malleissa kosmisena verkonä. Radan, joka on valmistettu isoista räjähdyksistä jääneistä pitkistä vetyfilamenteista, rainan uskotaan sisältävän suurimman osan (yli 60%) maailmankaikkeuden kaasusta ja syöttävän suoraan kaikkia tähtiä tuottavia alueita avaruudessa. Risteyksissä, joissa filamentit menevät päällekkäin, galakseja ilmestyy. Ainakin se on teoria.
Galaktisen radan filamenteja ei ole koskaan havaittu suoraan aiemmin, koska ne ovat maailmankaikkeuden heikoimpia rakenteita ja varjoittavat niitä ympäröivien galaksien hehkuvan helposti. Mutta nyt Science-lehdessä (3. lokakuuta), joka julkaistiin tänään (3. lokakuuta), tutkijat ovat mukastaneet yhdessä kaikkien aikojen valokuvan kosmisista filamenteista, jotka ovat lähentymässä kaukaisessa galaksiklusterissa joidenkin maapallon herkimpien kaukoputkien ansiosta.
Kuvassa (alla) on siniset vetyfilamentit, jotka risteytyvät muinaisten valkoisten galaksien rypäleen läpi, joka sijaitsee noin 12 miljardia valovuotta maasta (eli galaksit syntyivät suunnilleen ensimmäisen miljardin ja puolen vuoden kuluttua Isosta räjähdyksestä). Galaksien itsensä ultraviolettivalon hehkuttamat hehkulangat ulottuvat yli 3 miljoonaan valovuoteen, mikä vahvistaa niiden aseman eräinä avaruuden hienoimmista rakenteista.
"Nämä maailmankaikkeuden pisimpien, suurimpien rakenteiden havainnot ovat avain ymmärrykseen siitä, kuinka maailmankaikkeusmme kehittyi ajan myötä", Erika Hamden, Arizonan yliopiston Steward-observatorion tähtitieteilijä, kirjoitti uuden tutkimuksen oheisessa kommentissa. (Hamden ei ollut mukana tutkimuksessa.) Nämä havainnot, Hamden lisäsi, ovat "vain jäävuoren huippua" kosmisessa web-havainnoinnissa. Tutkimukset paljastavat lisää kuvia verkosta muissa muinaisissa avaruuden nurkissa.
Yhdistäminen verkkoon
Kuten uusi tutkimus toteaa, kosmisen verkon filamenteista muodostuvat vedyn raajat ovat niin heikot, että ne ovat tuskin erotettavissa tyhjästä taivaasta. Joten miten tutkijat onnistuivat houkuttelemaan nämä piirteet pimeydestä? Käyttämällä verkon galakseja "kosmisina taskulamppuina", Hamden kirjoitti.
Euroopan eteläisen observatorion erittäin suurella kaukoputkella kutsuttua Multi Unit Spectroscopic Explorer -instrumenttia tutkijat tarkensivat muinaiseen galaksien ryhmään, joka sijaitsee Vesimiehen tähdistössä, jonka tiedetään olevan sekä erittäin laaja että erittäin vanha. Vastasyntyneiden tähtien valo ja ainetta raputtavat mustat aukot valaisevat heikosti vedyn raitoja, jotka pyörivät näissä galakseissa ja niiden välillä, jolloin tutkijat pystyivät kartoittamaan kosmisen verkon säikeiden epämääräisen ääriviivan.
Havainnot paljastivat kaksi rinnakkaista vetyteitä, jotka yhdistivät galaktisia pisteitä miljoonien valovuosien ajan, siltojen yhdistämällä kolmannella kaasuvirralla, joka yhdistää ne diagonaalisesti kuin kosminen ramppi. Kosmologisten mallien mukaan kaasun filamentit näyttivät syöttävän suoraan verkossa aktiivisimpia tähtiä muodostavia galakseja, pumppaamalla vetyä vastasyntyneiden aurinkojen ja nälkäisten mustien reikien koteihin.
Tämä tutkimus tarjoaa vielä vakuuttavinta näyttöä siitä, että kosminen verkko on olemassa, kuten mallit ennustavat, Hamden kirjoitti. Kuitenkin niin heikkojen ja kaukaisten rakenteiden tutkimuksella on selviä rajoituksia. Yhden suhteen on melkein mahdotonta sanoa, mistä kunkin vetyfilamentin reunat loppuvat ja tyhjä tila alkaa, mikä antaa erilaisille tutkijoille mahdollisuuden määritellä filamenttien rajat eri tavalla, mikä saattaa johtaa erilaisiin kuvarakenteisiin. Lisäksi maapallolla sijaitsevat kaukoputket pystyvät havaitsemaan filamentteja vain kaukaisimmista, muinaisista galaksiklusteista, jotka lähettävät tarpeeksi valoa paljastamaan, kuinka kosminen verkko ilmestyi pian Ison räjähdyksen jälkeen.
Avaruuspohjainen UV-kaukoputki voisi avata oven tutkia kuinka verkko yhdistyy nuorempiin, haaleampiin galakseihin, mutta tällaisen instrumentin käyttöönotto olisi vaikeaa ja kallista, Hamden kirjoitti. Viime kädessä tämä uusi tutkimus ei vie maapallon tähtimiehiä lähemmäksi muinaisia ja salaperäisiä maailmoja kaikkialla maailmankaikkeudessa - mutta se muistuttaa meitä siitä, että voimme olla yhteydessä heihin enemmän kuin luulimme.
