Олег Фейгин - Взрыв мироздания
Чуть ли не пятая часть окружающего нас космоса скрыта газопылевой завесой диска Млечного Пути. Множество тайн, загадок и будущих открытий скрывают эти невидимые глубины Метагалактики. Однако в последнее время чувствительные астрономические приборы все чаще прорываются сквозь это покрывало.
Подобно тому как даже в темную безлунную ночь пыль и смог, подсвеченные морем огней, скрывают от городских жителей красоту звездного неба, мы видим лишь мерцающий свет широкой полосы Млечного Пути, пересекающего небосклон. Это – призрачное свечение нескольких сотен миллиардов звезд, рассеивающих свой свет на крошечных частичках пыли и газа. Наша Солнечная система лежит в одном из галактических рукавов где-то на середине галактического диска. Далеко не сразу астрономы поняли смысл фантастического зрелища Млечного Пути. Когда же пришло понимание, что это силуэт нашего звездного острова, этот восхитительный свет стал для них источником постоянной «головной боли», мешая разглядеть вселенские дали. Было высказано много фантастических гипотез о том, что может скрывать туманный ореол нашей Галактики, но действительность превзошла самые смелые ожидания.
Много интересного увидели астрономы, проникнув специальными телескопами за пылевую завесу Млечного Пути. Так, в конце прошлого столетия стало понятно, что галактики разлетаются в космическом пространстве не поодиночке, а огромными скоплениями, роясь, как пчелы.
Измерения, сделанные с помощью спутника НАСА Cosmic Background Explorer в 1989–1990 годах, показали, что наша Галактика и ее соседи, составляющие Местную группу, движутся с трудно вообразимой скоростью, часто превышающей сотни километров в секунду, в направлении созвездия Гидра. Это направление было получено после учета всех известных движений, начиная от вращения Солнечной системы вокруг галактического ядра до движения Млечного Пути к соседней спиральной галактике Андромеда.
Какова же причина этого причудливого космического дрейфа, столь отличного от хрестоматийного разлета галактик осколками Большого взрыва? Тут надо учитывать, что взаимное притяжение прежде всего собирает галактики в группы и скопления, переходящие в сверхскопления. При этом образуются еще и гигантские «пузыри» пустого пространства – «войды», лишенные не только галактик, но и звездных систем. Неоднородно распределенная масса вещества, окружающая Местную группу, может вызвать несбалансированное притяжение в каком-то одном направлении. На первый взгляд трудно понять, как галактики могут влиять друг на друга через такие огромные расстояния. Однако соотношение масс и расстояний дает поразительный результат – галактики в скоплениях связаны друг с другом гораздо сильнее, чем отдельные звезды внутри галактик.
Так и наш Млечный Путь вместе со сверхскоплениями галактик в созвездиях Девы и Волосы Вероники, увлекая с собой гигантскую массу межзвездной материи, мчится куда-то со скоростью, превышающей 2 млн километров в час.
В данном направлении был выявлен мощнейший источник гравитации с общей массой, превышающей десять тысяч крупных галактик.
Перед изумленными астрономами предстали сверхскопления галактик и Великий Аттрактор – гигантская гравитационная аномалия, жадно тянущая к себе несколько тысяч галактик. От него до Млечного Пути приблизительно 300 миллионов световых лет. Он расположен в небе южного полушария и тянется от созвездий Павлина и Индейца до созвездия Парусов. Пытаясь определить природу этого объекта, ученые выдвинули несколько гипотез. Так, согласно одной из них, Великий Аттрактор представляет собой скопление нового, неизвестного науке вида материи. Сторонники другой гипотезы доказывали, что это не что иное, как «космическая струна», возникшая в «эмбриональном состоянии» нашей Вселенной.
Надо заметить, что только после этих ошеломляющих открытий стало возможным хотя бы эскизно набросать достаточно полную карту обозримой части космоса. Это в свою очередь позволило вплотную подойти и к важнейшим вопросам космологии. Каковы размеры космических структур? Как они возникают? Какова плотность вещества в сверхскоплениях?
Изучение вселенского Мальстрёма принесло много нового. Вокруг Великого Аттрактора было обнаружено несколько неизвестных скоплений галактик, группирующихся вокруг колоссального ядра гравитационной аномалии. Сразу же встал вопрос о конечном пункте падения нашей Галактики в этот космический водоворот. Однако увидеть что-либо в той бесконечной дали, куда с огромной скоростью несется наш материальный мир, пока не удалось.
Схема расположения Великого Аттрактора
История изучения ближнего и дальнего космоса свидетельствует, что в нем нет совсем уж уникальных вещей, и любой объект имеет более-менее отдаленный аналог. Совершенно так обстоит дело и с Великим Аттрактором. Вскоре после открытия этой структуры астрономы стали обнаруживать все новые центры притяжения. Особенно преуспела в изучении новых аттракторов международная группа астрономов, работавшая в Токийской обсерватории, которую коллеги прозвали «Семь самураев». Изучив относительное движение сотен галактик, «самураи» нашли сразу несколько аналогов Великого Аттрактора.
Оказалось, что за обладание нашей Местной группой галактик долгое время сражалось несколько гравитационных центров. Сейчас в этом космическом состязании вроде бы с минимальным перевесом побеждает Великий Аттрактор. Однако у него есть мощный соперник, расположенный на таком же расстоянии – сверхскопление галактик в направлении созвездий Персей и Печь. Ряд астрономов вместе с командой «самураев» считает, что в отдаленном будущем картина гравитационной битвы может измениться.
В последующем был открыт еще более грандиозный объект в виде сверхдлинной цепочки галактик, названный «сверхгалактическая плоскость». Предполагается, что формирование подобной мегаструктуры тесно связано с природой невидимой темной материи, составляющей основу Метагалактики. Материальный мир, который окружает нас в повседневности, и все, что мы можем увидеть в глубинах Метагалактики, составляет лишь около четырех процентов содержимого Вселенной. Это малая песчинка в масштабах вселенского мира, заполненного неуловимыми темными субстанциями. При этом около четверти массы Вселенной составляет темная материя, невидимая субстанция, которая не отражает и не излучает света, но оказывает гравитационное воздействие на другую материю.
Группируясь вокруг скоплений галактик, темная материя во много раз увеличивает их массу, заставляя перемещаться галактики в самых разных направлениях. То есть, в космосе царит полный «темный» кавардак. Такая ситуация приводит к тому, что в пространстве не редко происходят столкновения не только одиночных галактик, но и их сверхскоплений.
Открытие удивительных сверхскоплений галактик, не говоря уже о Великом Аттракторе, вызвали небывалый всплеск интереса среди астрономов. Было даже решено разработать специальную международную миссию «Евклид» из тысяч специалистов Европейского космического агентства (ЕКА) и НАСА. Этот проект включает создание специального космического телескопа, разработанного для исследования тайн сверхструктур, наполненных темной материей. На данный момент запуск космического аппарата «Евклид» запланирован на 2020 год.
Главной особенностью этого космического телескопа будут 16 современных детекторов инфракрасного излучения. Поскольку инфракрасные волны хорошо проникают сквозь пыль и газ, астрономы надеются заглянуть в самую сердцевину Великого Аттрактора и других галактических сверхскоплений. Многочисленная интернациональная команда исследователей во главе с ученым из НАСА Джейсоном Роудсом рассчитывает открыть много интереснейших эффектов, сопровождающих катастрофические столкновения звезд и галактик в глубинах гравитационных водоворотов.
С целью более глубокого понимания всего того, что таит в себе наша Вселенная, миссией «Евклид» запланировано масштабное наблюдение, охватывающее около 2 млрд галактик, которые занимают более трети звездного неба.
Ученые, которые будут проводить исследования в рамках программы «Евклид», собираются осуществить самые точные измерения «темных сторон» нашей Вселенной. Основной метод под названием «слабое линзирование» предусматривает анализ формы миллиардов галактик, возникших 7–8 млрд лет назад. Суть здесь в том, что когда темная материя находится перед галактиками, она невидима, но ее гравитация искривляет свет от далеких галактик, расположенных на заднем плане. Чем массивнее темная материя, тем значительнее искривления. Измеряя их, ученые определяют структуру распределения темной материи между галактиками.
Изменения, происходящие со временем в наблюдаемых структурах темной материи, регулируются результирующим взаимодействием между силами притяжения, обусловленными гравитацией, и силами отталкивания темной энергии. Таким образом, изучение форм галактик позволит выявить информацию не только о темной материи, но и о темной энергии.
