Двойной квазар помог изучить самые разреженные области Вселенной

Астрофизики изучили вариации плотности в обширных межгалактических областях с концентрацией вещества около одного атома в кубическом метре. Это стало возможно благодаря редким двойным квазарам и большим вычислительным мощностям современных компьютеров. Результаты изложены в статье в журнале Science.

Самые большие неоднородности в распределении вещества во Вселенной похожи на паутину или мыльную пену: в пересечениях находятся галактики и их скопления, а гигантские пространства между ними заполнены водородом с очень низкой плотностью. Изучать газ в этих регионах чрезвычайно трудно, так как сам он практически не излучает. Для того чтобы все-таки наблюдать за такими объектами, астрономы научились отслеживать селективное поглощение света фоновых источников. В качестве таких источников удобно использовать квазары — короткие этапы эволюции галактик, когда они чрезвычайно ярки и заметны на огромных расстояниях.

Однако квазаров на небе на так уж много, поэтому для исследования мелкомасштабных вариаций свойств астрофизики использовали чрезвычайно редкие двойные квазары. Изучая малые отличия в поглощении вдоль направлений на близкие точки, можно вычислить параметры среды. «Пары квазаров — они как иголки в стоге сена, — говорит Джозеф Хеннави из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. — Для поиска их мы прошерстили изображения миллиардов небесных объектов, которые в миллион раз тусклее, чем видимые человеческим глазом».

Ученые сравнили свои измерения с суперкомпьютерными моделями образования крупномасштабной структуры Вселенной, которые на обычном ноутбуке считались бы около 1000 лет. «На вход мы подаем законы физики, а на выходе получаем искусственную Вселенную, которую можно непосредственно сравнить с астрономическими данными, — поясняет соавтор Хосе Оньорбе. — Меня обрадовало то, что новые измерения согласуются с устоявшейся парадигмой образования космических структур». Астрономы интересуются этими областями во многом из-за того, что заключенная в них информация о температуре, времени и других параметрах эпохи реионизации — этапа развития Вселенной, когда появились первые горячие объекты и ионизировали своим ультрафиолетовым излучением межгалактическую среду, очень важна.