Вселенная обманывала астрономов 50 лет: галактики следуют тайному узору

Учёным удалось приблизиться к разгадке одной из самых устойчивых тайн локальной Вселенной, связанной с движением ближайших к нам галактик. Ответ был найден не с помощью телескопов, а благодаря детальному компьютерному моделированию. Исследование показало, что наше космическое окружение формируется необычным распределением материи. Об этом сообщает журнал Nature Astronomy.

Полвека поисков ответа

Проблема, над которой астрономы размышляли более пятидесяти лет, уходит корнями к открытиям Эдвина Хаббла. Он установил, что Вселенная расширяется, и большинство галактик удаляются друг от друга в соответствии с законом Хаббла-Леметра. Однако уже тогда было замечено исключение: галактика Андромеды движется в сторону Млечного Пути со скоростью около 100 километров в секунду.

Такое поведение объясняется взаимным гравитационным притяжением внутри Местной группы галактик, куда входят Млечный Путь, Андромеда и десятки меньших систем. Гораздо более странным выглядело другое наблюдение.

Крупные галактики, расположенные сразу за пределами Местной группы, удалялись от нас почти идеально по закону Хаббла-Леметра, словно массивное соседство не оказывало на них заметного гравитационного влияния — подобные парадоксы уже возникали при изучении того, как меняется эволюция галактик в плотной космической среде.

Виртуальный двойник космического окружения

Разгадку предложила международная команда под руководством Эвуда Вемпе и профессора Амины Хельми из Института Каптейна при Университете Гронингена. Учёные создали серию сложных компьютерных симуляций, воссоздавших эволюцию нашего ближайшего участка Вселенной от ранних этапов до современного состояния.

Модели основывались на данных о космическом микроволновом фоне — реликтовом излучении Большого взрыва. Алгоритмы учитывали массу, положение и скорости Млечного Пути, Андромеды и 31 галактики, находящейся на границе Местной группы. В результате были получены так называемые "виртуальные двойники" нашего космического окружения.

Плоскость материи и космические пустоты

Симуляции показали, что материя вокруг Местной группы, включая тёмную материю, распределена не хаотично и не сферически. Она образует протяжённую плоскую структуру, напоминающую гигантский лист, растянувшийся на десятки миллионов световых лет. По обе стороны этой плоскости располагаются обширные космические пустоты — области с крайне низкой плотностью вещества.

Именно такая геометрия, как выяснили исследователи, объясняет аномально "чистое" движение соседних галактик. Для объектов, находящихся в плоскости, гравитационное притяжение Местной группы компенсируется массой, распределённой в самой структуре. В результате галактики продолжают двигаться почти строго в соответствии с космическим расширением, аналогично процессам, наблюдаемым при холодной аккреции газа в молодых галактических системах.

Почему мы не видим притока галактик

Модель также объясняет, почему не наблюдается приток галактик из направлений, где гравитация могла бы тянуть их к нам. Эти области совпадают с космическими пустотами, в которых просто нет галактик, способных продемонстрировать подобное движение. Отсутствие наблюдаемых объектов делает эффект незаметным.

"Мы изучаем все возможные локальные конфигурации ранней Вселенной, которые могли привести к формированию Местной группы галактик", — заявил ведущий автор исследования Эвуд Вемпе.

Полученные результаты впервые дают целостную картину распределения как видимой, так и тёмной материи в нашем ближайшем космическом окружении. Это открытие не только закрывает давний вопрос, но и создаёт прочную основу для интерпретации будущих наблюдений, подтверждая, что даже вблизи нас Вселенная устроена как сложная сеть плоских и нитевидных структур.