Глава 15. Великий аттрактор

Расстояние от Млечного Пути до Великого аттрактора составляет примерно 250 миллионов световых лет. Расположен Великий источник притяжения в небе Южного полушария. Он тянется от созвездий Павлина и Индейца до созвездия Парусов. Его масса достигает ориентировочно 5 × 10–16 солнечных масс.

А. В. Волков.

Сто великих загадок астрономии

Сейчас уже невозможно сказать, кто из современных астрономов, перечитывая рассказ Эдгара По «Низвержение в Мальстрем», увидел в фантастическом водовороте аналогию с колоссальным образованием, затягивающим нашу Галактику в необозримую гравитационную воронку, названную Великим притягивающим центром – аттрактором. Так или иначе, но словосочетание «космический Мальстрем» стало часто появляться на страницах научных и особенно научно-популярных журналов.

Чуть ли не пятая часть окружающего нас космоса скрыта газопылевой завесой диска Млечного Пути. Множество тайн, загадок и будущих открытий скрывают эти невидимые глубины метагалактики. Однако в последнее время чувствительные астрономические приборы все чаще прорываются через это покрывало.

Подобно тому как даже в темную безлунную ночь пыль и смог, подсвеченные морем огней, скрывают от городских жителей красоту звездного неба, мы видим лишь мерцающий свет широкой полосы Млечного Пути, пересекающего весь небосклон. Это – призрачное свечение нескольких сотен миллиардов звезд, рассеивающих свой свет на крошечных частичках пыли и газа. Наша Солнечная система лежит в одном из галактических рукавов где-то на середине галактического диска. Далеко не сразу астрономы поняли смысл фантастического зрелища Млечного Пути. Когда же пришло понимание, что это силуэт нашего звездного острова, этот восхитительный свет стал для них источником постоянной головной боли, мешая разглядеть вселенские дали. Было высказано много фантастических гипотез о том, что может скрывать туманный ореол нашей Галактики, но действительность превзошла все самые смелые ожидания.

Много интересного увидели астрономы, проникнув специальными телескопами за пылевую завесу Млечного Пути. Так, в конце прошлого столетия стало понятно, что галактики разлетаются в космическом пространстве не поодиночке, а огромными скоплениями, роясь, как пчелы.

Измерения, сделанные с помощью спутника НАСА Cosmic Background Explorer в 1989–1990 годах, показали, что наша Галактика и ее соседи, составляющие так называемую Местную группу, движутся с трудно вообразимой скоростью, часто превышающей сотни километров в секунду, в направлении созвездия Гидра. Это направление было получено после учета всех известных движений, начиная от вращения Солнечной системы вокруг галактического ядра, до движения Млечного Пути к соседней спиральной галактике Андромеда.

Какова же причина этого причудливого космического дрейфа, столь отличного от хрестоматийного разлета галактик осколками Большого взрыва? Тут надо учитывать, что взаимное притяжение прежде всего собирает галактики в группы и скопления, переходящие в сверхскопления. При этом образуются еще и гигантские «пузыри» пустого пространства – войды, лишенные не только галактик, но и звездных систем. Неоднородно распределенная масса вещества, окружающая Местную группу, может вызвать несбалансированное притяжение в каком-то одном направлении. На первый взгляд трудно понять, как галактики могут влиять друг на друга через такие огромные расстояния. Однако соотношение масс и расстояний дают поразительный результат – галактики в скоплениях связаны друг с другом гораздо сильнее, чем отдельные звезды внутри галактик.

Так и наш Млечный Путь вместе со сверхскоплениями галактик в созвездиях Девы и Волосы Вероники, увлекая с собой гигантскую массу межзвездной материи, мчится куда-то со скоростью, превышающей два миллиона километров в час.

Вскоре в данном направлении был выявлен невообразимо мощный источник гравитации с общей массой, превышающей десять тысяч крупных галактик.

Так перед изумленными астрономами предстали сверхскопления галактик и Великий аттрактор – гигантская гравитационная аномалия, жадно тянущая к себе несколько тысяч галактик. В ходе последующих исследований было установлено, что Великий аттрактор является гигантским скоплением галактик. От него до Млечного Пути приблизительно 300 миллионов световых лет. Расположен аттрактор в небе Южного полушария. Он тянется от созвездий Павлина и Индейца до созвездия Парусов. Пытаясь определить природу этого объекта, ученые выдвинули несколько гипотез. Так, согласно одной из них, Великий аттрактор представляет собой скопление нового, неизвестного науке, вида материи. Сторонники другой гипотезы доказывали, что это не что иное, как «космическая струна», возникшая в «эмбриональном состоянии» нашей вселенной.

Надо заметить, что только после этих ошеломляющих открытий стало возможным хотя бы эскизно набросать достаточно полную карту обозримой части космоса. Это, в свою очередь, позволило вплотную подойти и к важнейшим вопросам космологии. Каковы размеры космических структур? Как они возникают? Какова плотность вещества в сверхскоплениях?

Изучение вселенского Мальстрема принесло много нового. Вокруг Великого аттрактора было обнаружено несколько неизвестных скоплений галактик, группирующихся вокруг колоссального ядра гравитационной аномалии. Сразу же стал вопрос о конечном пункте падения нашей Галактики в этот космический водоворот. Однако увидеть что-либо в той бесконечной дали, куда с огромной скоростью несется наш материальный мир, пока не удалось.

История изучения ближнего и дальнего космоса свидетельствует, что в нем нет совсем уж уникальных вещей, и любой объект имеет более-менее отдаленный аналог. Совершенно так обстоит дело и с Великим аттрактором. Вскоре после открытия этой колоссальной структуры астрономы стали обнаруживать все новые и новые центры притяжения. Особенно преуспела в изучении новых аттракторов международная группа астрономов, работавшая в токийской обсерватории, которую коллеги прозвали «Семь самураев». Изучив относительное движение сотен галактик, «самураи» нашли сразу несколько аналогов Великого аттрактора.

Оказалось, что за обладание нашей Местной группой галактик долгое время сражалось несколько гравитационных центров. Сейчас в этом космическом состязании вроде бы с минимальным перевесом побеждает Великий аттрактор. Однако у него есть мощный соперник, расположенный на таком же расстоянии, – сверхскопление галактик в направлении созвездий Персей и Печь. Ряд астрономов вместе с командой самураев считает, что в отдаленном будущем картина гравитационной битвы может измениться.

В последующем был открыт еще более грандиозный объект в виде сверхдлинной цепочки галактик, названный «сверхгалактическая плоскость». Предполагается, что формирование подобной мегаструктуры тесно связано с природой невидимой темной материи, составляющей основу метагалактики. Материальный мир, который окружает нас в повседневности, и все, что мы можем увидеть в глубинах метагалактики, составляет лишь около четырех процентов содержимого Вселенной. Это малая песчинка в масштабах вселенского мира, заполненного неуловимыми темными субстанциями. При этом около четверти массы Вселенной составляет темная материя, невидимая субстанция, которая не отражает и не излучает света, но оказывает гравитационное воздействие на другую материю.

Группируясь вокруг скоплений галактик, темная материя во много раз увеличивает их массу, заставляя перемещаться галактики в самых разных направлениях. То есть в космосе царит полный «темный» кавардак. Такая ситуация приводит к тому, что в пространстве нередко происходят столкновения не только одиночных галактик, но и их (сверх) скоплений.

Открытие удивительных сверхскоплений галактик, не говоря уже о Великом аттракторе, вызвало небывалый всплеск интереса среди астрономов. Было даже решено разработать специальную миссию «Евклид» из Европейского космического агентства (ЕКА) и НАСА. Этот проект включает создание специального космического телескопа, разработанного для исследования тайн сверхструктур, наполненных темной материей. На данный момент запуск космического аппарата «Евклид» запланирован на 2020 год.

Главной особенностью этого космического телескопа будут 16 современных детекторов инфракрасного излучения. Поскольку инфракрасные волны хорошо проникают сквозь пыль и газ, астрономы надеются заглянуть в самую сердцевину Великого аттрактора и других галактических сверхскоплений. Многочисленная интернациональная команда исследователей во главе с ученым из НАСА Джейсоном Роудсом рассчитывает открыть много интереснейших эффектов, сопровождающих катастрофические столкновения звезд и галактик в глубинах гравитационных водоворотов.

Научный консорциум «Евклид» является международной организацией, в состав которой входит более тысячи специалистов самых разных научных направлений. С целью более глубокого понимания всего того, что таит в себе наша вселенная, миссией «Евклид» запланировано масштабное наблюдение, охватывающее около двух миллиардов галактик, которые занимают более одной трети звездного неба.

Ученые, которые будут проводить исследования в рамках программы, собираются осуществить самые точные измерения «темных сторон» нашей вселенной. Основной метод под названием «слабое линзирование» предусматривает анализ формы миллиардов галактик, возникших 7–8 миллиардов лет назад. Суть в том, что когда темная материя находится перед галактиками, она невидима, но ее гравитация искривляет свет от далеких галактик, расположенных на заднем плане. Чем массивнее темная материя, тем значительнее искривления. Измеряя их, ученые определяют структуру распределения темной материи между галактиками.

Предполагается, что проект «Евклид» позволит прояснить, что же может произойти с Солнечной системой, когда Млечный Путь погрузится в ядро Великого аттрактора. Наблюдения за процессами образования скоплений галактик также помогут дополнительно «прозондировать» темную материю. Все это может пролить свет не только на далекое будущее нашей Галактики, но и раскрыть самые темные тайны, скрывающиеся в глубинах метагалактики.

Изменения, происходящие со временем в наблюдаемых структурах темной материи, регулируются результирующим взаимодействием между силами притяжения, обусловленными гравитацией, и силами отталкивания темной энергии. Таким образом, изучение форм галактик позволит выявить информацию не только о темной материи, но и о темной энергии.