A legnagyobb léptékben a gáz halmazállapotú izzóspirál-hálózat több millió millió fényévig terjed, és ezek összekapcsolják a hatalmas galaxiscsoportokat. De ez a gáz annyira rettegve, hogy lehetetlen közvetlenül látni.
A csillagászok évek óta kvazárokat használnak - ragyogó galaktikus központokat, amelyek szupermasszív fekete lyukakkal hajtódnak elő gyorsan felszívódó anyaggal - az egyébként láthatatlan anyag térképezésére.
Most azonban most először Khee-Gan Lee, a Max Planck Csillagászati Intézet posztdokumentumának vezetésével működő csillagászcsoportnak sikerült háromdimenziós térképet készítenie az univerzum nagyméretű felépítéséről távoli galaxisok. És számos előnye van.
A tudomány mindig is ehhez hasonlóan fejlődött: miközben a távoli kvazár ragyogó fénye a Föld felé halad, a hidrogéngáz közbenső felhőivel találkozik, és részben elnyelődik. Ez sötét abszorpciós vonalakat hagy a kvazár spektrumában.
Ha az univerzum statikus, a sötét abszorpciós vonalak mindig ugyanazon a ponton helyezkednének el (121 nanométer az úgynevezett Lyman-alfa vonalhoz) a kvazár spektrumában. Mivel az Univerzum bővül, a távoli kvazár gyors sebességgel repül a Földtől. Ez meghosszabbítja a kvazár fényét, oly módon, hogy minden beavatkozó hidrogéngáz-felhő benyomja abszorpciós jelét a kvazár spektrumának egy másik régiójába, így a vonalok erdőjét hagyja el.
Ezért a több kvazár spektrumának egymáshoz közel történő részletes mérése valóban felfedheti a közbenső hidrogénfelhők háromdimenziós természetét. A galaxisok azonban csaknem százszor sokkal többek, mint a kvazárok. Tehát elméletben sokkal részletesebb térképet kell biztosítaniuk.
Az egyetlen probléma az, hogy a galaxisok is körülbelül 15-szer lágyabbak, mint a kvazárok. Tehát a csillagászok úgy gondolták, hogy egyszerűen nem elég világosak ahhoz, hogy jól láthassák őket a távoli világegyetemben. Lee azonban számításokat hajtott végre, amelyek másként sugallták.
"Meglepődve tapasztaltam, hogy a meglévő nagy távcsöveknek már képesnek kell lenniük arra, hogy elegendő fényt gyűjtsenek ezekből a halvány galaxisokból az előtér abszorpciójának feltérképezéséhez, bár alacsonyabb felbontással, mint ami a jövőbeni távcsövekkel lehetséges" - mondta Lee egy sajtóközleményben. "Ennek ellenére példátlan képet adna a kozmikus hálóról, amelyet még soha nem térképeztek fel ilyen hatalmas távolságra."
Lee és munkatársai a Hawaii-szigeteken, Mauna Kea-en található 10 méteres Keck I távcsövet használják, hogy közelebbi pillantást vegyenek a távoli galaxisokra és a spektrumba ágyazott hidrogénelnyelési erdőre. De még a hawaii időjárás is csúnyá válhat.
"Nagyon csalódottak voltunk, mivel az időjárás szörnyű volt, és csak néhány órát sikerült összegyűjtenünk jó adatokat" - mondta Joseph Hennawi társszerző, a Max Planck Csillagászati Intézetből is. "De az adatminőség alapján, amikor a távcsőből jött, már számomra egyértelmű volt, hogy a kísérlet eredményes lesz."
A csapat csak négy órán keresztül tudott adatokat gyűjteni. De még mindig példátlan volt. 24 távoli galaxist vizsgáltak meg, amelyek kielégítően lefedték az ég egy kis foltját, és lehetővé tették számukra az információk összekapcsolását háromdimenziós térképen.
A térkép feltárja az Univerzum nagy léptékű szerkezetét, amikor csak a jelenlegi kora egynegyede volt. De a csapat azt reméli, hogy hamarosan elemezni fogja a térképet, hogy további információt kapjon a szerkezet működéséről - a kozmikus gáz áramlásait követve, amikor az üregekből és a távoli galaxisokra jutott. Egyedülálló történelmi feljegyzést fog nyújtani arról, hogy a galaxis klaszterek és üregek hogyan növekedtek a Nagyrobbanás inhomogenitásaiból.
Az eredményeket közzétették az Astrophysical Journal-ban és online elérhetők.
