"Космические струны: удивительное свидетельство о наличии этих таинственных объектов в паре галактик...

Оказавшаяся в странном союзе пара галактик может стать первым неоспоримым подтверждением существования «космических струн» – загадочных и гипотетических структур, возникших в результате фазового перехода и нарушения симметрии в древней Вселенной. Одна из этих двух галактик, весьма необычно, на самом деле представляет собой лишь отражение другой, и это необыкновенное оптическое явление происходит из-за гравитационной линзы, самой порожденной именно этой космической струной.

Космические струны, эти гипотетические нитевидные объекты, присутствуют во Вселенной в невероятно малых количествах. Ученые считают, что они являются следами или трещинами, образовавшимися во время фазового перехода первоначальной Вселенной, когда была нарушена симметрия. Вопреки своей тонкости, ширина этих струн не превышает протонную, но они способны быть настолько длинными, что охватывают всю наблюдаемую Вселенную и, возможно, больше. Кроме того, они обладают удивительной плотностью и массой. Отметим, что эти космические струны не следует путать со струнами, упоминаемыми в теории струн, которые имеют принципиально другую природу и гораздо меньшую длину (порядка длины Планка).

В ходе эволюции от меньших к большим масштабам, космические струны привносят возмущения в распределение плотности вещества и энергии во Вселенной. Взаимодействие тяготения делает их магнетическими и притягивает к себе соседние образования вещества или энергии. Несмотря на наличие космических явлений, которые, в свою очередь, указывают на существование таких струн, до сих пор ничто не давало непосредственного подтверждения и ни одна космическая струна не была наблюдаема непосредственно. Однако исследователи из Индийского института астрофизики, Штернбергского института астрономии и Национального университета Урду, возможно, наконец, смогли обнаружить такую струну.

ЗЕРКАЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ...

Астрофизики прибегают к двум основным методам обнаружения космических струн. Первый метод применяется на основе исследования анизотропии космического микроволнового фона – электромагнитного излучения, характеризующегося высокой однородностью и наблюдаемого в различных направлениях по всему небу. Второй метод предполагает анализ выборок гравитационного линзирования, к примеру, образованных парами галактик, которые, по предположению, могут быть результатом воздействия космических струн.

С использованием этих методов была обнаружена цепочка высоконадежных объектов, получившая название CSc-1. Звездные величины этих объектов варьируются от 19,7 до 23 и их можем наблюдать только при помощи больших и устойчивых телескопов. После проведения фотометрического и спектроскопического анализа самым ярким объектом в цепочке была выбрана пара галактик, которая получила кодовое название SDSSJ110429-A,B. По результатам наблюдений и моделирования, описанных в предварительном отчете на платформе arXiv, высока вероятность наличия космической струны. В действительности эта пара является одной галактикой, отраженной в космосе под воздействием гравитационного линзирования, вызванного потенциальной космической струной. Пространство-время резко изгибается в направлении наиболее плотной области - струны, что можно сравнить с размещением тяжелого предмета в центре батута. При прохождении света от данной галактики через эту область, он смещается и создает зеркальный эффект. Для удаленного наблюдателя таким образом создается впечатление двух отдельных объектов.

Если форма объекта на заднем плане искажена по сравнению с объектом на переднем плане, либо имеется смещение между двумя изображениями, это может означать наличие двух разных галактик. Однако в случае SDSSJ110429-A,B отсутствуют искажения или смещения. На основании проведенного исследования ученых было обнаружено, что эти две галактики обладают почти идентичными спектрами свечения, размерами и формой. Подобные свойства также наблюдаются у других галактических пар, расположенных в цепочке CSc-1.

Однако полученные результаты не совпадают полностью с предыдущими теоретическими моделями. Основное предположение большинства ранее разработанных моделей было основано на использовании прямых струн. Однако можно предположить, что SDSSJ110429-A,B могут соответствовать этим моделям, учитывая возможность иной ориентации или кривизны космической струны. Различие в углах, наблюдаемое между двумя галактиками, можно объяснить тем, что струна может быть значительно наклонена относительно линии зрения наблюдателя или изогнута в плоскости изображения.

Наши исследования, моделирующие эти наблюдения в CSc-1, показывают, что сложная геометрия космической струны может объяснить множество подобных пар. В своей статье исследователи уточняют: «Учет модели космической струны с кривизной может значительно совершенствовать поиск кандидатов на события гравитационного линзирования».