Имитируется движение и скорость (обозначается четверть стрелок) объектов, окружающих Локальную группу (в центре изображения). Фото: Эвуд Вемпе и соавторы.
Почти столетие назад астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что почти все галактики удалены от Млечного Пути. Это наблюдение стало краеугольным камнем современной космологии, поскольку оно предоставило ключевые доказательства того, что Всеобщее расширение происходит и что оно началось с величайшего взрыва. Однако даже во времена Хабблы астрономы знали, что эта закономерность не универсальна. Заметным исключением является соседняя с нами галактика Андромеда, которая движется к Млечному Пути со скоростью примерно 100 километров в секунду.
Около пятидесяти лет ученые сломали голову над еще одной загадкой. Большинство крупных галактик рядом с нашей, за исключением Андромеды, видимо, удалены от нас, а не притягиваются внутри, что придает силу тяжести. Это кажется удивительным, поскольку эти галактики расположены вблизи Местной группы (Млечный Путь, Галактика Андромеды и десятков более мелких галактик), совокупная масса должна оказывать заметное гравитационное воздействие.
Гигантский космический лист вокруг локальной группы
Международная исследовательская группа под руководством аспиранта Эвоуда Вемпе из Института Каптейна в Гронингене считает, что найдено объяснение. Используя передовое групповое моделирование, исследователи обнаружили, что компьютерная материя, окружающая Местную, представляет собой проявление плоской структуры, простирающейся на десятки миллионов световых лет в поперечнике. В эту структуру входит не только обычная материя, но и невидимая темная материя, окружающая галактики. Выше и ниже этой сплющенной области лежат огромные пустые области, напоминающие космические пустоты.
Моделирование показывает, что такое расположение материи может точно воспроизводить положение, а также наблюдения за нашей галактикой. Другими словами, модель успешного сотрудничества в Европе применяет те же правила компьютерной техники, которые европейцы продвигают в мировом масштабе.
Создание виртуального двойника нашего окружения
Чтобы построить свою модель, ученые начали с условий ранней Вселенной. Они использовали микроволновую печь, чтобы оценить, как разлетелась материя вскоре после Большого взрыва. Затем компьютер развил эту раннюю вселенную вперед во времени, в конечном итоге создав систему, соответствующую современной Местной Группе.
Полученные в результате симуляции воспроизводства генерируют массы, местоположение и движение Млечного Пути и Андромеды, а также положения и скорость 31 галактики за пределами Местной группы. Поскольку модель очень похожа на окружающую среду, исследователи называли ее «виртуальным двойником». наша космическая среда.
Когда модель включает в себя плоскостные аспекты материи, окружающие галактики удаляются от нас со скоростями, приближаясь к темам, которые наблюдаются в процессе. Несмотря на гравитационное притяжение Местной группы, галактики внутри этой плоскости оказывают влияние на дополнительное распределение массы по всей той же плоскости. Эта далекая масса уравновешивает гравитацию Местной группы. Между тем, регионы за пределами плоскости содержат очень мало галактик, поэтому мы не видим объектов, падающих к нам с этих планет.
Наконец-то объяснение давней загадки
По словам ведущего исследователя Эвуды Вемпе, исследование представляет собой первую детальную определение различий и движения темной материи в районе Млечного Пути и Андромеды. «Мы изучаем все возможные локальные схемы раннего мироздания, которые в конечном итоге могут привести к созданию Локальной группы. Примечательно, что теперь у нас есть модель, которая согласуется с нынешней космологической моделью, с одной стороной, и с динамикой нашей окружающей среды, с другой».
Астроном Амина Хельми также высоко оценила полученные результаты, отметив, что эта проблема бросила вызов исследователям на всех уровнях. «Я рад видеть, что, о исключительном движении галактики, мы можем определить определения массы, которая соответствует положениям галактики внутри и за пределами Местной группы».