В далекой Вселенной нашли огромную структуру, которая не вписывается в нынешние представления о том, как развивался космос.
В 2024 году астрономы обнаружили почти идеальное кольцо галактик диаметром около 1,3 миллиарда световых лет. Именно миллиардов — структура настолько огромна, что ее трудно сопоставить с известными механизмами формирования космических объектов.
Открытие сделала команда под руководством астронома Алексии Лопес из Университета Центрального Ланкашира. Его представили на 243-й встрече Американского астрономического общества в 2024 году, а затем описали в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Свет от этой структуры шел до нас 6,9 миллиарда лет. Объект получил название Big Ring — «Большое кольцо». И его существование может означать, что стандартную модель космологии придется уточнять.
Это уже вторая гигантская структура, найденная Лопес и ее коллегами. Первая называется Giant Arc — «Гигантская дуга». Что особенно странно, она находится в той же области неба и примерно на том же расстоянии от нас. Когда о ней сообщили в 2021 году, астрономы уже были озадачены. «Большое кольцо» только усилило загадку.
По словам Лопес, ни одну из этих сверхкрупных структур нелегко объяснить в рамках нынешнего понимания Вселенной. Их размеры, формы и близость друг к другу в космологическом смысле явно могут указывать на что-то важное — но пока неясно, на что именно.
Самое очевидное объяснение могло бы быть связано с барионными акустическими осцилляциями. Это гигантские круглые структуры из галактик, которые встречаются в космосе. На самом деле они похожи не на плоские кольца, а на сферы — своеобразные следы древних акустических волн, которые распространялись в ранней Вселенной, а затем «застыли», когда пространство стало слишком разреженным для их движения.
Но «Большое кольцо» не похоже на такую структуру. Барионные акустические осцилляции имеют примерно фиксированный размер — около 1 миллиарда световых лет в диаметре. А при более внимательном изучении «Большое кольцо» оказалось скорее чем-то вроде штопора, который просто расположен так, что с нашей точки зрения выглядит как кольцо.
И тут возникает главный вопрос: что это вообще такое?
Проблема касается не только одного странного объекта, но и космологического принципа. Он предполагает, что на очень больших масштабах Вселенная должна выглядеть примерно одинаково во всех направлениях, а вещество должно быть распределено достаточно равномерно.
Лопес объясняет, что при взгляде на Вселенную в крупном масштабе ученые не ожидают заметных неоднородностей больше определенного размера. Сейчас теоретический предел для таких структур оценивается примерно в 1,2 миллиарда световых лет. Но и «Большое кольцо», и «Гигантская дуга» превышают этот масштаб. «Гигантская дуга» почти в три раза больше, а окружность «Большого кольца» сопоставима с длиной этой дуги.
Размер — только часть проблемы. Другая часть связана с тем, что такие объекты могут означать для космологии в целом. Современная модель Вселенной лучше всего соответствует наблюдениям, но некоторые особенности все равно трудно объяснить в ее рамках.
Есть и альтернативные идеи. Например, в конформной циклической космологии Роджера Пенроуза Вселенная проходит через бесконечные циклы расширения после Большого взрыва, и кольцевые структуры в такой картине ожидаемы. Но у этой модели тоже есть серьезные проблемы.
Другая возможность — космические струны. Это гипотетические дефекты в ткани пространства-времени, похожие на сверхтонкие «морщины» шириной с протон. Считается, что они могли возникнуть в ранней Вселенной, когда пространство-время растягивалось, а затем как бы застыли.
Пока физических доказательств существования космических струн найдено немного, хотя теоретические основания для них выглядят многообещающе.
На данный момент никто точно не знает, что означают «Большое кольцо» и «Гигантская дуга». Возможно, это просто случайное расположение галактик на небе, хотя вероятность такого совпадения кажется небольшой.
Лучший способ разобраться — найти больше подобных структур в других частях Вселенной. Возможно, они уже скрываются на виду, просто мы еще не научились их замечать.
По словам Лопес, современные космологические теории не предполагали существования структур такого масштаба. Ученые могли бы ожидать одну исключительно крупную структуру во всей наблюдаемой Вселенной. Но здесь их уже две, и они еще и находятся рядом друг с другом в космологическом смысле. Именно это делает открытие особенно интригующим.
Результаты опубликованы в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
