Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 23.07.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Реликтовое холодное пятно оказалось масштабной сверхпустотой

Реликтовое холодное пятно оказалось масштабной сверхпустотой
shortstoryf

В 2004 году астрономы, исследующие карту излучения, оставшегося после Большого взрыва, которое обычной называют космическим микроволновым фоном или реликтовым излучением, обнаружили необычную особенность, которую они окрестили Реликтовым холодным пятном (Cold Spot). Оно также имеет и другой название — Сверхпустота Эридана, поскольку находится в созвездии Эридан. Оно получило такое название из-за того, что представляет собой очень большую и необычно холодную область неба. Дело в том, что физика теории Большого взрыва предсказывает существование более тёплых и более холодных пятен различных размеров в молодой Вселенной, но размеры этого пятна и его температура оказались совершенно неожиданными. И теперь, спустя 11 лет, астрономы, похоже, смогли найти объяснение существованию этого феномена.

Если бы Реликтовое холодное пятно возникло сразу в момент Большого взрыва, то оно стало бы очень редким явлением из области экзотической, неизвестной нам физики, поскольку стандартная космология не может объяснить появление такого образования. А вот если бы это пятно появилось из-за того, что между светом реликтового излучения и Землёй находится некое образование, то оно должно быть чрезвычайно редкой и сверхмасштабной структурой во всей Вселенной. В новой работе использовался наземный телескоп Pan-STARRS-1, расположенный на вершине вулкана Мауна-Кеа на острове Гавайи, совместно со спутником WISE. Используя эти инструменты, учёные обнаружили большую сверхпустоту — обширную область диаметром 1.8 миллиарда световых лет, в которой плотность галактик намного ниже, чем обычно в известной Вселенной. Эта пустота была найдена путём объединения данных от телескопа PS1 в оптическом диапазоне с данными от орбитального аппарата WISE в инфракрасном диапазоне. Сверхпустота была обнаружена во время анализа при оценке расстояния до неё и положения каждой галактики в этой части неба.

Ранние исследования, также проводимые с Гавайских островов, проводились с изучением меньшей области неба в направлении холодного пятна, но удалось установить, что никакая, даже очень отдалённая структура не находится в той части. Как это ни парадоксально звучит, но идентификация соседних больших структур является более сложным занятием, чем изучение далёких, так как мы должны составить карту большего участка неба, чтобы видеть эту структуру целиком. В новом исследовании удалось установить, что сверхпустота расположена от нас на расстоянии приблизительно в 3 миллиарда световых лет, это относительно небольшая дистанция во вселенских масштабах. Таким образом, полученные большие трёхмерные карты неба от PS1 и WISE являются результатом кропотливого труда многих исследователей. Представьте, что вы наблюдатель и между вами и космическим микроволновым фоном располагается пустота с незначительным количеством материи. А теперь подумайте о пустоте как о холме, на который должен взобраться свет. Если бы Вселенная не расширялась с постоянным ускорением, то эта пустота не могла бы значительно увеличиться в размерах, а свет, проходящий через неё, как если бы он взбирался по холму, преодолевал бы его и полностью восстанавливал свою энергию. Но так как Вселенная расширяется, да ещё и с ускорением, то на тот момент времени, когда свет попал в пустоту, эта область расширилась, и теперь он не может полностью восстановить свою энергию. После выхода из пустоты он будет обладать меньшей энергией, а следовательно будет светить в более длинных волнах, которые соответствуют более холодной температуре. Выходит, что обнаруженное ранее холодное пятно является ничем иным, как сверхпустотой.

Проход через эту сверхпустоту занимает сотни миллионов лет, даже если двигаться со скоростью света, таким образом, этот эффект можно измерить с помощью интегрированного эффекта Сакса-Вольфа, а следовательно и обеспечить объяснение Реликтового холодного пятна. Эффект Сакса — Вольфа описывает влияние гравитационного красного смещения от крупномасштабных неоднородностей плотности на фотоны реликтового излучения. В результате спектр реликтового излучения анизотропен. Этот эффект является основным источником флуктуаций в реликтовом излучении для угловых масштабов наблюдения более 10 градусов. В то время, как существование сверхпустоты и её ожидаемый эффект не полностью объясняет все свойства холодного пятна, очень маловероятно, что присутствие этих двух объектов в одном и том же месте — совпадение.

Изображение
Реликтовое холодное пятно

Карта распределения космического микроволнового фона, получена по данным орбитальной обсерватории «Планк». Реликтовое холодное пятно представлено в виде эллипса внизу справа, эта область соответствует положению созвездия Эридан в южном галактическом полушарии. Именно поэтому это пятно ещё называют «Сверхпустотой Эридана». Во вставках показано окружающее пространство этого пятна по данным, полученным во время новых исследований с помощью PS1 и WISE. Приблизительный угловой диаметр обширной сверхпустоты, которую удалось сопоставить с холодным пятном и которая обозначена белым кругом, равняется 30 градусов. Источник: ESA Planck Collaboration

По информации Королевского астрономического общества.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google