Στις μεγαλύτερες κλίμακες, τα δίκτυα αερίων νημάτων εκτείνονται εκατοντάδες εκατομμύρια έτη φωτός, συνδέοντας τεράστιες συστάδες γαλαξιών. Αλλά αυτό το αέριο είναι τόσο ξεκαθαρισμένο, είναι αδύνατο να δούμε άμεσα.
Για χρόνια, οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν κβάζαρ - λαμπρά γαλαξιακά κέντρα που τροφοδοτούνται από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που αυξάνουν γρήγορα - για να χαρτογραφήσουν την κατά τα άλλα αόρατη ύλη.
Αλλά τώρα, για πρώτη φορά, μια ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής τον Khee-Gan Lee, μεταδιδακτορικό στο Max Planck Institute for Astronomy, κατάφερε να δημιουργήσει έναν τρισδιάστατο χάρτη της μεγάλης κλίμακας δομής του Σύμπαντος χρησιμοποιώντας μακρινοί γαλαξίες Και τα πλεονεκτήματα είναι πολλά.
Η επιστήμη πάντοτε πήγε κάπως έτσι: καθώς το έντονο φως από ένα μακρινό κβάζαρ ταξιδεύει προς τη Γη, συναντά τα παρεμβαλλόμενα σύννεφα αερίου υδρογόνου και απορροφάται εν μέρει. Αυτό αφήνει σκοτεινές γραμμές απορρόφησης στο φάσμα του κβάζαρ.
Εάν το Σύμπαν ήταν στατικό, οι γραμμές σκοτεινής απορρόφησης θα βρίσκονταν πάντα στο ίδιο σημείο (121 νανόμετρα για τη λεγόμενη γραμμή Lyman-alpha) στο φάσμα του κβάζαρ. Αλλά επειδή το Σύμπαν επεκτείνεται, το μακρινό κβάζαρ πετά μακριά από τη Γη με γρήγορη ταχύτητα. Αυτό εκτείνεται στο φως του κβάζαρ, έτσι ώστε κάθε παρεμβαλλόμενο σύννεφο αερίου υδρογόνου να αποτυπώνει την υπογραφή απορρόφησής του σε μια διαφορετική περιοχή του φάσματος του κβάζαρ, αφήνοντας ένα δάσος γραμμών.
Επομένως, οι λεπτομερείς μετρήσεις των φασμάτων πολλαπλών κβάζαρ μπορούν να αποκαλύψουν την τρισδιάστατη φύση των παρεμβαλλόμενων νεφών υδρογόνου. Όμως οι γαλαξίες είναι σχεδόν 100 φορές περισσότεροι από τα κβάζαρ. Έτσι, θεωρητικά, πρέπει να παρέχουν έναν πολύ πιο λεπτομερή χάρτη.
Το μόνο πρόβλημα είναι ότι οι γαλαξίες είναι επίσης 15 φορές πιο αμυδρό από τα κβάζαρ. Έτσι οι αστρονόμοι πίστευαν ότι δεν ήταν αρκετά φωτεινοί για να δουν καλά στο μακρινό σύμπαν. Αλλά ο Λι πραγματοποίησε υπολογισμούς που πρότειναν διαφορετικά.
«Ήμουν έκπληκτος που διαπίστωσα ότι τα υπάρχοντα μεγάλα τηλεσκόπια θα πρέπει ήδη να μπορούν να συλλέγουν επαρκές φως από αυτούς τους αμυδρούς γαλαξίες για να χαρτογραφήσουν την απορρόφηση του προσκηνίου, αν και σε χαμηλότερη ανάλυση από ό, τι θα ήταν εφικτό με μελλοντικά τηλεσκόπια», δήλωσε ο Lee σε δελτίο τύπου. «Ωστόσο, αυτό θα παρέχει μια άνευ προηγουμένου άποψη του κοσμικού ιστού που δεν έχει χαρτογραφηθεί ποτέ σε τόσο μεγάλες αποστάσεις».
Ο Lee και οι συνάδελφοί του χρησιμοποίησαν το τηλεσκόπιο Keck I των 10 μέτρων στο Mauna Kea της Χαβάης για να ρίξουν μια πιο προσεκτική ματιά στους απομακρυσμένους γαλαξίες και στο δάσος απορρόφησης υδρογόνου που είναι ενσωματωμένο στα φάσματα τους. Αλλά ακόμη και ο καιρός στη Χαβάη μπορεί να γίνει άσχημος.
«Ήμασταν αρκετά απογοητευμένοι καθώς ο καιρός ήταν τρομερός και καταφέραμε να συλλέξουμε μόνο λίγες ώρες καλών δεδομένων», δήλωσε ο συγγραφέας Joseph Hennawi, επίσης από το Max Planck Institute for Astronomy. «Κρίνοντας όμως από την ποιότητα των δεδομένων καθώς βγήκε από το τηλεσκόπιο, ήταν ήδη σαφές για μένα ότι το πείραμα θα λειτουργούσε».
Η ομάδα μπόρεσε να συλλέξει δεδομένα μόνο για τέσσερις ώρες. Αλλά ήταν ακόμη άνευ προηγουμένου. Κοίταξαν 24 απομακρυσμένους γαλαξίες, οι οποίοι παρείχαν επαρκή κάλυψη σε ένα μικρό κομμάτι του ουρανού και τους επέτρεψαν να συνδυάσουν τις πληροφορίες σε έναν τρισδιάστατο χάρτη.
Ο χάρτης αποκαλύπτει τη μεγάλη κλίμακα δομή του Σύμπαντος όταν ήταν μόλις το ένα τέταρτο της τρέχουσας εποχής του. Ωστόσο, η ομάδα ελπίζει να αναλύσει σύντομα τον χάρτη για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη λειτουργία της δομής - μετά τις ροές κοσμικού αερίου καθώς διοχετεύεται μακριά από κενά και σε μακρινούς γαλαξίες. Θα παρέχει ένα μοναδικό ιστορικό αρχείο σχετικά με το πώς τα σμήνη και τα κενά του γαλαξία αναπτύχθηκαν από ανομοιογένεια στο Big Bang.
Τα αποτελέσματα έχουν δημοσιευτεί στην Αστροφυσική Εφημερίδα και είναι διαθέσιμα στο Διαδίκτυο.
