Филаменты (в астрономии)
Филаме́нты, цепочки галактик, образующие наиболее яркую и заметную часть наблюдаемой крупномасштабной структуры Вселенной – «космической паутины».
Согласно нелинейной теории гравитационной неустойчивости, построенной Я. Б. Зельдовичем в 1970 г. и описывающей развитие потенциальных возмущений плотности и скорости в среде с малым давлением, на определённой стадии гравитационное сжатие возмущённого вещества приобретает почти одномерный характер и в результате образуются уплощённые двумерные структуры высокой плотности, которые были названы «блинами» Зельдовича. На следующем этапе эволюции происходит преимущественное, более медленное сжатие «блинов» в другом направлении с образованием вытянутых и более плотных структур – филаментов. В дальнейшем они медленно деформируются и распадаются на отдельные плотные облака. Эти результаты полностью соответствуют математической теории катастроф (В. И. Арнольд, 1986), описывающей возникновение скачкообразных изменений системы в ответ на плавное изменение внешних условий (теории особенностей, перестроек и бифуркаций).
Ярким примером филаментов служат две цепочки галактик длиной около 70–90 мегапарсек (Мпк), связывающие Местную группу галактик и скопление Волос Вероники. Анализ каталога галактик SDSS, содержащего координаты, красные смещения и другие характеристики нескольких миллионов галактик, показывает, что подавляющее большинство галактик входит в состав ветвящихся филаментов, образующих крупномасштабную структуру Вселенной со средним размером ячейки около 20 Мпк. Множество коротких «веточек», включающих 1–3 галактики, определяют толщину филамента. Иногда частично разрушенные филаменты обнаруживаются внутри сверхскоплений галактик.
Входящие в филаменты галактики окружены гало, состоящим из тёмной материи и газа, обогащённого тяжёлыми химическими элементами (углерод, кислород, азот, кремний, и др.). Этот газ наблюдается по линиям поглощения в спектрах квазаров и других ярких объектов, расположенных за филаментами. По современным оценкам, филаменты включают до 30 % барионного вещества и, вероятно, примерно такую же долю тёмной материи.
Во всех современных численных моделях филаменты воспроизводят отчётливую крупномасштабную структуру, параметры которой зависят от характеристик модели. Однако численные модели показывают, что пространство между чётко выраженными филаментами заполнено небольшими сгустками вещества (гало), состоящими из тёмной материи и межгалактического газа, но не содержащими звёзд и тяжёлых химических элементов. Наряду с галактиками, наиболее крупные гало наблюдаются по образуемому ими «лесу» линий поглощения водорода (лес Лайман-альфа) в спектрах далёких квазаров и других ярких источников ультрафиолетового излучения.