Что скрывают пустоты Вселенной? Галактики в космических пустотах

Представьте себе самую пустынную область Вселенной — участок космоса, который свет пересекает за десятки миллионов лет. Казалось бы, там не должно быть ничего, кроме вакуума. Но алгоритм «друзья друзей», применённый к данным обзора CAVITY, обнаружил в таких пустотах 1367 связанных групп, объединяющих 3040 галактик. Правда, 59% галактик в войдах всё же оказались абсолютными одиночками — это втрое больше, чем в обычных областях. Как гравитация умудряется собирать компании даже в самых безлюдных уголках космоса?

Как находят галактики в космических пустынях

Войды — это гигантские области с аномально низкой плотностью материи. Согласно моделям крупномасштабной структуры, вещество из них постепенно «стекает» к стенам и филаментам под действием гравитации. Но полной пустоты не бывает. Астрономы давно подозревали, что даже в таких местах сохраняются отдельные галактики. Команда исследователей под руководством М. Аргудо-Фернандеса проанализировала данные Calar Alto Void Integral field Treasury surveY (CAVITY). Они отобрали галактики в войдах с красным смещением не более 0.08 — то есть относительно близкие. Затем применили метод «друзей друзей»: если две галактики находятся достаточно близко и движутся сходным образом, их связывают в пару, а цепочки таких пар формируют группу. Результаты опубликованы на сервере препринтов arXiv (источник).

Одиночество как норма для войдов

Чтобы понять, насколько пустоты негостеприимны, учёные собрали контрольную выборку галактик, находящихся вне войдов и плотных скоплений. Контраст оказался разительным. Если в войдах 59% галактик не имеют близких соседей, то в контрольной выборке лишь 40% остаются одиночками — остальные 60% входят в группы. Пустоты действительно «не поощряют» компанию. Гравитация там действует слабее, и галактикам труднее сблизиться, чтобы образовать устойчивую структуру. Тем не менее даже в таких условиях возникают группы — пусть и редкие.

Молодые и рыхлые: какие группы рождаются в пустотах

Исследователи измерили, насколько динамически «зрелы» группы внутри войдов. Они оценивали размер области, разброс скоростей членов и время, за которое галактика пересекает группу. Самая плотная группа в войде содержала всего шесть галактик — скромно по сравнению с многотысячными скоплениями в филаментах. Но главное — эти группы рыхлые и динамически молодые. Они ещё не успели «усесться» в гравитационно-расслабленную конфигурацию, как их собратья в более плотных регионах. Любопытно, что «богатство» группы (количество галактик) никак не зависит от глубины войда: в самом пустом месте может появиться столько же членов, сколько и в относительно «населённом» войде.

Что получается? Войды не являются однородно пустыми — это места, где гравитация всё ещё пытается, медленно и несовершенно, стянуть галактики вместе, создавая рыхлые, незрелые сообщества.

Гравитация не сдаётся даже в пустоте

Картина, которую рисует новое исследование, меняет представление о крупномасштабной структуре Вселенной. Войды — не просто «ничто», а арена для незавершённых гравитационных процессов. Группы в них напоминают протогалактические облака ранней Вселенной, которые ещё не успели сформировать компактные скопления. По мере того как обзор CAVITY и подобные проекты проникают всё глубже в «тихие уголки» космоса, они постепенно показывают: даже в самых пустынных областях есть свои разреженные, но всё же социабельные уголки.

Что ещё скрывают пустоты?

Исследование охватило лишь ближайшие войды. Что находится в более далёких, где свет шёл миллиарды лет? Может быть, там скрываются целые популяции карликовых галактик, невидимых в современных телескопах? Или динамически молодые группы со временем всё же превращаются в нечто более плотное? Ответы придётся ждать от следующих обзоров — например, будущего телескопа «Спектр-РГ» и наземных спектроскопических инструментов. Одно можно сказать точно: космические пустыни перестают быть такими уж пустыми.