Состав галактик связали с их положением в «космической паутине»

На самом большом масштабе размеров наша Вселенная напоминает запутанную сеть: невидимая темная материя образует переплетающиеся и пересекающиеся нити, вдоль которых сосредоточено большинство скоплений галактик. Эта «космическая паутина» — основа структуры Вселенной, которая во многом определяет эволюцию всего, что в ней находится. Так, совсем недавно астрономы обнаружили, что положение галактики в паутине темной материи определяет ее состав. Об этом они пишут в новой статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.

Напомним, самая ранняя Вселенная состояла из легчайших элементов — прежде всего водорода и с совсем небольшими количествами гелия и лития. Все остальные элементы (астрономы не совсем корректно называют их металлами) образовались позднее, в недрах звезд, при взрывах сверхновых и так далее. Поэтому более молодые галактики и звезды содержат обычно меньше металлов, чем старые, что сильно влияет на их эволюцию.

Каллум Доннан (Callum Donnan) и его коллеги из Эдинбургского университета (Шотландия) использовали данные обзора SDSS, чтобы оценить металличность межзвездного пространства во множестве галактик, находящихся на расстоянии до миллиарда световых лет от нас. Оказалось, галактики, расположенных в узлах «космической паутины», содержат заметно больше тяжелых элементов. Такая же, хоть и не столь выраженная корреляция замечена для галактик, находящихся на отдельных нитях «паутины», которые протянуты между узлами. Наблюдения подтвердила и компьютерная симуляция.

Эту особенность ученые связывают с действием двух факторов. Во-первых, любая галактика обменивается веществом с окружающим ее межгалактическим пространством. Если она расположена в пустой, практически не содержащей тяжелых элементов области, то ее металлы будут постоянно «разбавляться» самыми легкими элементами, и металличность окажется пониженной. А вот галактика, находящаяся по соседству с другими галактиками, будет получать больше тяжелых элементов извне.

Кроме того, похоже, галактики, находящиеся в узлах «космической паутины», эволюционируют быстрее. Ведь там и темная, и обычная материя образуют довольно плотные скопления, что ускоряет формирование и галактик, и их звезд. А ускоренная эволюция ускоряет возникновение и накопление в них металлов. В результате галактики, расположенные в узлах и нитях «паутины», накапливают больше тяжелых элементов, чем такие же галактики, но оказавшиеся в сравнительном одиночестве.