Na najvećim mjerilima mreže plinovitih filamenata protežu se stotinama milijuna svjetlosnih godina, povezujući masivne nakupine galaksija. Ali ovaj je plin toliko rarificiran, da ga je nemoguće izravno vidjeti.
Godinama su astronomi koristili kvazare - sjajne galaktičke centre koje pokreću supermasivne crne rupe koje brzo ubrzavaju materijal - za mapiranje inače nevidljive materije.
Ali sada, po prvi put, tim astronoma pod vodstvom Khee-Gan Lee-a, postdoktorata na Institutu Max Planck za astronomiju, uspio je stvoriti trodimenzionalnu kartu velike strukture Svemira koristeći daleke galaksije. A prednosti su brojne.
Nauka je oduvijek imala nešto takvo: dok svijetlo svjetlo iz dalekog kvazara putuje prema Zemlji, ono nailazi na oblake plina vodika koji interveniraju i djelomično se apsorbira. To ostavlja tamne apsorpcijske linije u kvazaru spektru.
Ako bi Svemir bio statički, tamne apsorpcijske linije uvijek bi bile locirane na istom mjestu (121 nanometar za takozvanu Lyman-alfa liniju) u kvazarskom spektru. Ali zato što se Svemir širi, daleki kvazar velikom brzinom leti daleko od Zemlje. To rasteže svjetlost kvazara, tako da svaki intervenirajući oblak plinova vodika utiskuje svoj apsorpcijski potpis na različito područje spektra kvazara, ostavljajući šumu linija.
Stoga detaljna mjerenja spektra višestrukih kvazara blisko zajedno mogu zapravo otkriti trodimenzionalnu prirodu interventnih vodikovih oblaka. Ali galaksije su gotovo sto puta brojnije od kvazara. Tako bi u teoriji trebali pružiti mnogo detaljniju kartu.
Jedini problem je što su galaksije također oko 15 puta blizakje od kvazara. Tako su astronomi smatrali da jednostavno nisu dovoljno svijetli da bi mogli dobro vidjeti u dalekom svemiru. Ali Lee je izveo proračune koji su sugerisali drugačije.
"Iznenadio sam se kad su otkrili da postojeći veliki teleskopi već trebaju biti u stanju prikupiti dovoljno svjetla iz tih slabašnih galaksija da preslikaju apsorpciju prednjeg plana, iako u nižoj rezoluciji nego što bi bilo izvedivo s budućim teleskopima", rekao je Lee u tiskovnoj emisiji. "Ipak, to bi pružilo neviđen pogled na kozmičku mrežu koja nikada nije preslikana na tako velikim udaljenostima."
Lee i njegovi kolege koristili su se 10-metarski teleskop Keck I na Mauna Kea, Havaji da bi bliže pogledali daleke galaksije i šumu apsorpcije vodika ugrađene u njihove spektre. Ali čak i vrijeme na Havajima može postati ružno.
"Bili smo prilično razočarani jer je vrijeme bilo grozno i uspjeli smo prikupiti samo nekoliko sati dobrih podataka", rekao je koautor Joseph Hennawi, također s Instituta Max Planck za astronomiju. "Ali sudeći prema kvaliteti podataka dok su sišli s teleskopa, već mi je bilo jasno da će eksperiment uspjeti."
Tim je mogao prikupiti podatke samo četiri sata. Ali to je i dalje bilo bez presedana. Gledali su u 24 daleke galaksije, koje su osiguravale dovoljnu pokrivenost malog mrlja neba i omogućile su im da kombiniraju informacije u trodimenzionalnu kartu.
Karta otkriva veliku strukturu Svemira kada je bila samo četvrtina njegove sadašnje dobi. No, tim se nada da će uskoro analizirati kartu radi dobivanja dodatnih informacija o funkciji strukture - prateći tokove kozmičkog plina dok se odvajao od praznina i udaljenih galaksija. Ona će pružiti jedinstven povijesni zapis o tome kako su galaksije i praznine rasle od nehomogenosti u Velikom prasku.
Rezultati su objavljeni u Astrofizičkom časopisu i dostupni su na mreži.
