Древнейшее излучение пролило свет на свойства космических пустот

Астрономы использовали свойства реликтового излучения — «эха» Большого взрыва — для того, чтобы определить свойства вещества в наиболее разреженных областях Вселенной. В частности, они впервые смогли напрямую убедиться в пониженном давлении в таких регионах. Статья с результатами опубликована в журнале Physical Review D.

Астрономы изучают галактики в рамках многих задач. Однако во Вселенной есть также войды — обширные области, заполненные веществом, плотность которого ниже средней плотности вещества во Вселенной. Размер войдов колоссален — он может составлять до сотен миллионов световых лет. Там почти нет светящихся объектов, но это не значит, что там просто вакуум. На самом деле в войдах присутствует газ, свойства которого могут многое рассказать о круговороте энергии и материи во Вселенной.

В новой работе коллектив под руководством Дэвида Алонсо из Оксфордского университета впервые применил эффект Зельдовича — Сюняева для изучения войдов. Этот феномен связан с изменением температуры фотонов реликтового излучения при взаимодействии с электронами. Обычно он применяется для исследований скоплений галактик, так как газ скоплений очень горяч и рассеяние реликтового излучения заметно. В исследовании ученые наложили друг на друга карты реликтового излучения с изображениями 774 войдов. В результате астрономы смогли оценить свойство находящегося в них газа, например, давление электронов.

Давление в войдах оказалось ожидаемо ниже, чем среднее по Вселенной. Однако авторы также обнаружили указания, что температура вещества в таких регионах может быть заметно выше, чем считается. Это может указывать на то, что джеты сверхмассивных черных дыр, вылетающие из квазаров и радиогалактик, определяют параметры материи даже в таких удаленных областях. На данный момент точность этих данных не очень велика, поэтому разобраться в этом вопросе можно будет только с введением в строй телескопов нового поколения.