Телескоп «Джеймс Уэбб» создал самую детальную карту космической паутины Вселенной

Фрагмент карты космической паутины COSMOS-Web, показывающий галактики на протяжении почти 14 миллиардов лет космической истории. Вершина слева обозначает сегодняшний день; по мере удаления каждая галактика помещается на свое расстояние в космическом времени, вплоть до того момента, когда Вселенной было менее миллиарда лет. Яркие желтые области показывают плотные скопления и нити космической паутины, а темные области отмечают почти пустые пустоты между ними. Credit: Hossein Hatamnia, UC Riverside

Астрономы, использующие космический телескоп NASA «Джеймс Уэбб» (JWST), создали самую подробную карту космической паутины — огромной структуры, соединяющей галактики по всей Вселенной. Руководимая исследователями из Калифорнийского университета в Риверсайде, команда проследила эту обширную сеть до того времени, когда Вселенной было всего около одного миллиарда лет.

Космическая паутина — это огромный, похожий на скелет каркас Вселенной. Она состоит из нитей и листов, образованных темной материей и газом, которые окружают гигантские, в основном пустые области пространства, известные как войды. Вместе эти структуры формируют крупномасштабную архитектуру космоса, связывая галактики и скопления галактик на огромных расстояниях.

Результаты исследования были опубликованы в The Astrophysical Journal. Ученые использовали данные обзора COSMOS-Web, крупнейшего на сегодняшний день исследования, проведенного JWST, чтобы изучить, как галактики были организованы в космической паутине на протяжении 13,7 миллиардов лет космической истории.

С момента запуска в 2021 году JWST значительно расширил возможности ученых по изучению далекой Вселенной. Его высокочувствительные инфракрасные приборы способны обнаруживать тусклые галактики, которые были недоступны более ранним телескопам, позволяя астрономам заглядывать дальше в прошлое и сквозь толстые облака космической пыли.

Чтобы воспользоваться этими возможностями, международная команда создала обзор COSMOS-Web, крупнейшую программу General Observer (GO), отобранную для этого космического телескопа. Программа GO — это основной процесс, с помощью которого исследователи получают время наблюдений на JWST. Обзор охватывает непрерывный участок неба, примерно равный по размеру трем полным Лунам, и был специально разработан для картирования космической паутины.

«JWST полностью изменил наше представление о Вселенной, и COSMOS-Web с самого начала был разработан, чтобы дать нам тот широкий и глубокий обзор, который необходим для наблюдения космической паутины, — сказал Хоссейн Хатамния, аспирант UCR и обсерваторий Карнеги, ведущий автор исследования. — Впервые мы можем изучать эволюцию галактик в скоплениях и нитевидных структурах на протяжении космического времени, начиная с того момента, когда Вселенной был миллиард лет, и до ближайшей к нам Вселенной».

Ближняя Вселенная относится к области в пределах примерно 1 миллиарда световых лет от Земли. Световой год, равный приблизительно 9,46 триллиона километров, измеряет расстояние, которое свет проходит за один год.

Бахрам Мобашер, заслуженный профессор физики и астрономии в UCR и научный руководитель Хатамнии, заявил, что новая карта на основе JWST раскрывает гораздо больше информации, чем более ранние наблюдения той же области, сделанные космическим телескопом «Хаббл». По словам Мобашера, прямое сравнение показывает, что предыдущие данные «размывали» структуры, которые JWST теперь может четко разделить.

«Скачок в глубине и разрешении поистине значителен, и теперь мы можем видеть космическую паутину в то время, когда Вселенной было всего несколько сотен миллионов лет, — эпоху, которая была практически недоступна до JWST, — сказал Мобашер. — То, что раньше выглядело как единая структура, теперь распадается на множество, и детали, которые ранее были сглажены, теперь отчетливо видны».

Хатамния отметил, что более четкая карта стала результатом совместной работы двух основных преимуществ JWST.

«Телескоп обнаруживает гораздо больше тусклых галактик на том же участке неба, а расстояния до этих галактик измеряются гораздо точнее, — сказал он. — Таким образом, каждую галактику можно поместить в правильный срез космического времени, повышая разрешение карты».

Продолжая традицию открытой науки проекта COSMOS, исследовательская группа сделала карты крупномасштабной структуры общедоступными.

«Программный конвейер, использованный для построения карты, каталог из 164 000 галактик и их космической плотности, а также видео, показывающее эволюцию космической паутины на протяжении миллиардов лет, были опубликованы в открытом доступе», — сказал Мобашер.

Статья озаглавлена «Large-Scale Structure in COSMOS-Web: Tracing Galaxy Evolution in the Cosmic Web up to z ∼ 7 with the Largest JWST Survey».

В исследовании также приняли участие ученые из США, Дании, Чили, Франции, Финляндии, Швейцарии, Японии, Китая, Германии и Италии.

Финансирование исследования было предоставлено за счет грантов, полученных в рамках исследовательской и инновационной программы Европейского Союза Horizon 2020.

Источники:

Материалы предоставлены Калифорнийским университетом в Риверсайде.

Hossein Hatamnia, Bahram Mobasher, Sina Taamoli, Jeyhan S. Kartaltepe, Caitlin M. Casey, Hollis B. Akins, Malte Brinch, Nima Chartab, Nicole E. Drakos, Andreas L. Faisst, Steven L. Finkelstein, Maximilien Franco, Finn Giddings, Ghassem Gozaliasl, Ali Hadi, Aryana Haghjoo, Santosh Harish, Olivier Ilbert, Pascale L. Jablonka, Shuowen Jin, Ali Ahmad Khostovan, Anton M. Koekemoer, Ronaldo Laishram, Daizhong Liu, Matteo Maturi, Henry Joy McCracken, Crystal L. Martin, Lauro Moscardini, Diana Scognamiglio, Marko Shuntov, Greta Toni, Alexander de la Vega, John R. Weaver, Lilan Yang. Large-scale Structure in COSMOS-Web: Tracing Galaxy Evolution in the Cosmic Web up to z ∼ 7 with the Largest JWST Survey. The Astrophysical Journal, 2026; 1002 (2): 192 DOI: 10.3847/1538-4357/ae5bac