Астрономы сделали открытие, которое значительно меняет наше понимание о положении нашей Галактики во Вселенной. Новое исследование показало, что Млечный Путь и его ближайшие соседи не просто дрейфуют в космосе, а являются частью гигантского «листа» или «блина» из темной материи. Это заключение было сделано на основе анализа движения галактик в локальном пространстве, что позволило составить карту гравитационных взаимодействий невидимой массы, известной как темная материя.
Работа, проведенная астрономом Эвудом Вемпе из Университета Гронингена в Нидерландах, решает сразу три давние загадки локальной Вселенной: существование Местного Листа, Местного Пузыря и так называемого «спокойного потока Хаббла». Местный Лист — это плоская структура, включающая нашу Галактику, Туманность Андромеды и соседние звездные системы. Рядом с этим листом располагается Местный Пузырь — область космоса, бедная галактиками, от которой Местная группа удаляется с необычной скоростью.
Астрономов давно удивлял спокойный и равномерный характер расширения Вселенной в наших окрестностях, который, по расчетам, должен был нарушаться гравитационными воздействиями от массивных Млечного Пути и Андромеды. Для решения этих загадок исследователи использовали данные о движении 31 относительно изолированной галактики, собранные за несколько десятилетий в рамках крупных обзоров неба. Эти объекты были выбраны из-за их удаленности от крупных гравитационных центров, что делает их идеальными индикаторами местного расширения космоса.
Ученые провели симуляции, начиная с условий ранней Вселенной, основанных на реликтовом излучении — эхе Большого взрыва, и попытались воспроизвести наблюдаемые траектории выбранных галактик, а также Млечного Пути и Андромеды.
Результаты моделирования совпали с реальностью только при одном условии: масса в нашем космическом окружении должна быть распределена в виде гигантского листа, над и под которым находятся пустоты. Такая структура идеально объясняет все три загадки.
Плоский лист темной материи естественным образом приводит к формированию плоского Местного Листа из видимых галактик, так как распределение светящейся материи следует за распределением темной. Гравитационное притяжение этого массивного листа, в свою очередь, вытягивает вещество из прилегающих областей, создавая пустоты по обе стороны от него — Местный Пузырь. Сама геометрия плоской структуры ослабляет гравитационное притяжение к центру, где находится Местная группа, что позволяет внешним галактикам расширяться более равномерно и создает эффект «спокойного потока Хаббла».
Открытие имеет особую ценность, так как для его объяснения не требуется привлечения новой, экзотической физики. Существование таких листов в космической паутине уже предсказывалось теорией, и механизмы их образования активно изучаются. Важнейшим достижением работы стало то, что динамика галактик в нашем ближайшем окружении, воспроизведенная в новых симуляциях, сама потребовала наличия такого листа, идеально вписавшись в существующие космологические модели.
«Мы исследуем все возможные локальные конфигурации ранней Вселенной, которые могли привести к формированию Местной группы, — комментирует результаты Эвуд Вемпе. — Замечательно, что теперь у нас есть модель, которая, с одной стороны, согласуется с текущей космологической моделью, а с другой — объясняет динамику нашего локального окружения».
