Космічна павутина під загрозою? Вчені вперше зафіксували ударні хвилі неймовірної сили, які розбивають найбільшу структуру Всесвіту

Існування космічної павутини було передбачено більше 50 років тому, проте лише в останнє десятиліття дослідникам вдалось «роздивитися» її та вивчити більш детально.

Наприклад, у 2014 році американо-німецька команда астрофізиків змогла виявити космічну павутину завдяки квазару, який підсвітив її. Якщо бути точнішим, то вони виявили, що він світив вдесятеро більш яскраво, ніж мав би. У 2017 році інша команда вчених також змогла виявити ще одну таку нитку — проходила між парою квазарів, які підсвітили її у такий самий спосіб.

Однак загалом космічна павутина вкрита великою кількістю таємниць, які нам тільки належить розгадати. Однією з них магнітні поля, які утворюються всередині цієї структури, їхня поведінка та вплив як на космічну павутину, так і на формування та еволюцію галактик.

Магнітні поля є всюди — їх утворюють мільярди космічних об'єктів, починаючи від планет і закінчуючи галактиками та чорними дірами. Вони є важливою частиною космічної еволюції, оскільки напряму впливають на формування нових зірок та галактик, спрямовуючи потоки пилу та газу, які з часом згущуються, утворюючи нові космічні структури. Водночас своє магнітне поле має також Земля — воно захищає нашу планету та її жителів від сонячного випромінювання та радіації.

Нове дослідження вчених, опубліковане в журналі Science допоможе нам зрозуміти про те, як магнітні поля впливають на космічну павутину та її еволюцію.

Використовуючи комп’ютерне моделювання, команда виявила, що, коли в космічну павутину потрапляє нова матерія (наприклад, газ чи пил), всередині неї утворюються ударні магнітні хвилі, які схожі на хвилі, що розходяться водою, коли в неї кинути камінь. Ці ударні хвилі є поляризованими, тобто рухаються в одному напрямку. Через це частинки матерії прискорюються та випромінюють радіохвильове світіння, яке можна побачити за допомогою радіотелескопів на Землі.

Раніше дослідники могли спостерігати за магнітними ударними хвилями, проте лише біля найбільших галактичних скупчень; це перше спостереження за подібними подіями біля космічної павутини та всередині неї. Шукати подібні сигнали від космічної павутини дослідники почали ще у 2020 році. Вони фіксували схожі сигнали, проте не могли відрізнити їх від «фонового шуму», тобто випромінювання від галактик та інших космічних об'єктів.

«Ці ударні хвилі створюють радіовипромінювання, яке повинно призвести до „світіння“ космічної павутини в радіоспектрі, але раніше ми не могли цього побачити через слабкість подібних сигналів», — пояснює Тесса Вернстром, астрономкиня з Університету Західної Австралії.

Щоб «посилити» ці сигнали, вчені склали радіозображення з більш ніж 612 тис. галактичних скупчень. Їх згрупували таким чином, щоб вони були достатньо близько, безпосередньо «з'єднавши» їх ниточками космічної павутини. Це допомогло виділити радіовипромінювання від ударних хвиль на фоні звичайного радіошуму космосу.

Річ у тім, що поляризовані хвилі утворюються дуже невеликою кількістю об'єктів у космосі. Це допомогло вченим упевнитись в тому, що вони утворилися саме всередині космічної павутини, пояснює Вернстром.

Краще розуміння магнітних полів, того, як вони з’являються та впливають на космічну павутину, дозволить вченим розширити наші знання про те, як розвивається Всесвіт.