Космическая паутина под угрозой? Ученые впервые зафиксировали ударные волны невероятной силы, разбивающие крупнейшую структуру Вселенной

Существование космической паутины было предусмотрено более 50 лет назад, однако только в последнее десятилетие исследователям удалось рассмотреть ее и изучить более подробно.

Например, в 2014 году американско-немецкая команда астрофизиков смогла обнаружить космическую паутину благодаря подсветившему ее квазару. Если быть точнее, то они обнаружили, что он светил в десять раз ярче, чем должен. В 2017 году другая команда ученых также смогла обнаружить еще одну такую нить — проходила между парой квазаров, подсветивших ее таким же образом.

Однако в целом космическая паутина покрыта множеством тайн, которые нам только предстоит разгадать. Одним из них являются магнитные поля, образующиеся внутри этой структуры, их поведение и влияние как на космическую паутину, так и на формирование и эволюцию галактик.

Магнитные поля есть повсюду — их образуют миллиарды космических объектов, начиная от планет и заканчивая галактиками и черными дырами. Они являются важной частью космической эволюции, поскольку напрямую влияют на формирование новых звезд и галактик, направляя потоки пыли и газа, которые со временем сгущаются, образуя новые космические структуры. В то же время свое магнитное поле имеет Земля — оно защищает нашу планету и ее жителей от солнечного излучения и радиации.

Новое исследование ученых, опубликованное в журнале Science, поможет нам понять то, как магнитные поля влияют на космическую паутину и ее эволюцию.

Используя компьютерное моделирование, команда обнаружила, что если в космическую паутину попадает новая материя (например, газ или пыль), внутри нее образуются ударные магнитные волны, похожие на волны, расходящиеся на воде, когда в нее бросить камень. Эти ударные волны поляризованы, то есть движутся в одном направлении. Поэтому частицы материи ускоряются и излучают радиоволновое свечение, которое можно увидеть с помощью радиотелескопов на Земле.

Ранее исследователи могли наблюдать за магнитными ударными волнами, однако только у самых больших галактических скоплений; это первое наблюдение за подобными событиями вблизи космической паутины и внутри нее. Искать подобные сигналы от космической паутины исследователи начали еще в 2020 году. Они фиксировали схожие сигналы, но не могли отличить их от «фонового шума», то есть излучения от галактик и других космических объектов.

«Эти ударные волны создают радиоизлучение, которое должно привести к „свечению“ космической паутины в радиоспектре, но раньше мы не могли этого увидеть из-за слабости подобных сигналов», — объясняет Тесса Вернстром, астроном из Университета Западной Австралии.

Чтобы «усилить» эти сигналы, ученые составили радиоизображение из более 612 тыс. галактических скоплений. Их сгруппировали таким образом, чтобы они были достаточно близки, непосредственно «соединив» их ниточками космической паутины. Это помогло выделить радиоизлучение от ударных волн на фоне обычного радиошума космоса.

Дело в том, что поляризованные волны образуются незначительным количеством объектов в космосе. Это помогло ученым убедиться, что они образовались именно внутри космической паутины, объясняет Вернстром.

Лучшее понимание магнитных полей, того, как они появляются и влияют на космическую паутину, позволит ученым расширить наши знания о развитии Вселенной.