astro.wikisort.org - Наука

Пустоты, космические пустоты[1][2], также войды (англ. void — «пустота») — обширные области между галактическими нитями, в которых отсутствуют или почти отсутствуют галактики и скопления. Войды обычно имеют размеры порядка 10—100 Мпк. Средняя плотность материи в них менее десятой доли от типичной для наблюдаемой Вселенной.

Космические пустоты впервые были обнаружены в 1978 году Стефаном Грегори и Лаярдом А. Томпсоном в Национальной обсерватории Китт Пик[3].

Открытие

Космические пустоты (войды) стали объектом изучения астрофизики в середине 1970-х годов, когда астрономические обзоры, измеряющие красное смещение, стали более популярными и позволили двум независимым группам астрофизиков в 1978 году распознать сверхскопления и войды в пространственном распределении галактик.[4][5] Новые обзоры добавили в двухмерные карты космических структур «глубину», позволив начать создавать первые трёхмерные карты наблюдаемой Вселенной. В этих обзорах расстояние до галактик рассчитывалось из величин их красного смещения, возникающего из-за расширения Вселенной.

Хронология

• 1961 — Внимание астрономического сообщества привлекают крупномасштабные структурные элементы, такие как «скопления второго порядка» (англ. second-order clusters), один из типов сверхскопления[6].
• 1978 — Опубликованы первые две работы на тему пустот в крупномасштабной структуре, в которых говорится об обнаруженных спереди от скопления Волос Вероники войдах[4][5].
• 1981 — Обнаружен крупный войд в созвездии Волопаса[7][8].
• 1983 — Стало возможным достаточно сложное, чтобы дать относительно достоверный результат вычислений для эволюции крупномасштабной структуры, компьютерное моделирование, и оно дало представление об основных особенностях крупномасштабного распределения галактик[9][10].
• 1985 — Исследование элементов крупномасштабной структуры в области сверхскопления Персея-Рыб (в том числе войдов)[11].
• 1989 — The Center for Astrophysics Redshift Survey показал, какие структуры превалируют в наблюдаемой Вселенной в крупном масштабе[12].
• 1991 — The Las Campanas Redshift Survey подтвердил большую распространённость войдов в крупномасштабной структуре[13].
• 1995 — Сравнения исследований галактик показывают, что войды обнаруживаются независимо от выбора области[14].
• 2001 — Field Galaxy Redshift Survey добавил в каталог войдов большое количество новых записей[15].
• 2009 — Данные Sloan Digital Sky Survey в сочетании с данными предыдущих крупных обзоров дали наиболее полное представление о детальной структуре войдов[16][17][18].

Наблюдаемые характеристики

Космические пустоты — одни из крупнейших образований в природе, занимающие основную часть пространства во Вселенной[19]. Главная особенность данных структур заключается в том, что в войдах плотность видимой материи значительно ниже её средней плотности во Вселенной[1]. Будучи главными элементами крупномасштабной структуры, войды разграничиваются галактическими нитями[20].

Средний размер таких пустот достигает 40 мегапарсек (≈ 130 млн св. лет), однако во Вселенной присутствуют более масштабные пустоты — супервойды (англ. supervoids), средний диаметр которых составляет 100 Мпк[21]. Одним из крупнейших обнаруженных супервойдов является «Гигантский войд» с диаметром в 300—400 Мпк[22].

В пустотах могут быть «тёмная энергия» и протогалактические облака. Кроме того, по опубликованным в 2014 году данным астрономы из Университета Пенсильвании обнаружили в войдах небольшие искажения в направлениях распространения света, создаваемые, предположительно, тёмной материей. Для этого были использованы данные Слоановского цифрового небесного обзора для 40 миллионов галактик и 20 тысяч войдов[23].

Формирование

По современным представлениям, на самых ранних стадиях расширения Вселенной вещество было распределено почти идеально однородно[2]. В фазу инфляции малые по величине и случайно возникающие квантовые флуктуации полей стремительно разрастались[24]. Они привели к неоднородностям плотности материи, которые в дальнейшем развивались благодаря гравитационной неустойчивости[25]. Нелинейный рост возмущений вызвал преимущественное сжатие материи вдоль одного из направлений[26], из-за чего вещество концентрировалось на каустиках, которые далее пересекались и стали нитями. Соответственно, пустотами стали места с весьма низкой плотностью материи. В итоге образовалась наблюдаемая структура Вселенной с сохранением крупномасштабной однородности и изотропности.

Была подтверждена возможность формирования сети нитей и пустот по описанному выше сценарию, но только если учитывать сильное влияние тёмной материи[2]. Поэтому считается, что ключевую роль в процессе сыграли неоднородности плотности именно тёмной материи[26]. Без её неравномерного распределения развивающиеся возмущения плотности видимого вещества не смогли бы вырасти настолько, чтобы образовать наблюдаемый облик Вселенной[2].

См. также

• Суперпустота в созвездии Эридана
• Войд KBC
• Гигантский войд
• Местный войд
• Пузырь Хаббла
• Метагалактика

Примечания

Ссылки

• Образование структур во Вселенной (англ.)
• С. Грегори, Л. Томпсон Мир галактик: Сверхскопления и пустоты в крупномасштабной структуре Вселенной
• U. Lindner; J. Einasto; M. Einasto; W. Freudling; K. Fricke; E. Tago. The structure of supervoids. I. Void hierarchy in the Northern Local Supervoid (англ.) // Astronomy and Astrophysics : journal. — 1995. — Vol. 301. — P. 329. — Bibcode: 1995A&A...301..329L. — arXiv:astro-ph/9503044.
• Granett, B. R.; Neyrinck, M. C.; Szapudi, I. An Imprint of Superstructures on the Microwave Background due to the Integrated Sachs-Wolfe Effect (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2008. — Vol. 683, no. 2. — P. L99—L102. — doi:10.1086/591670. — Bibcode: 2008ApJ...683L..99G. — arXiv:0805.3695.

На других языках

---

[es] Vacío (astronomía)

En astronomía los vacíos son los espacios entre filamentos, la estructura de mayor escala en el universo, que contiene muy pocas o ninguna galaxia. Fueron descubiertos por primera vez en 1978 durante un estudio pionero llevado a cabo por Stephen Gregory y Laird A. Thompson en el Observatorio Nacional de Kitt Peak.[1] Los vacíos tienen normalmente un diámetro que va desde 11 a 150 Mpc; particularmente, nos referimos a los vacíos grandes, definidos por la ausencia de ricos supercúmulos, como supervacíos. Los vacíos que se encuentran en entornos de alta-densidad son más pequeños que los situados en los espacios de baja-densidad del universo.[2]

---

- [ru] Космические пустоты

---

---