Массивные нейтрино меняют космическую сеть в симуляциях FLAMINGO

Авторы не просто посмотрели, как меняется картинка космической сети, а разложили её на привычные для космологии «типы местности»: пустоты, стенки, нити и скопления. Для этого они взяли симуляции FLAMINGO и сравнили варианты с разной массой нейтрино — то есть частиц, которые почти не взаимодействуют с веществом, но всё равно могут слегка тормозить рост структур во Вселенной.

Смысл проверки был такой: если нейтрино действительно влияют на то, как материя собирается в крупные структуры, это должно отразиться не только в средних плотностях, но и в том, где именно лежат объекты и как они соединяются между собой. Поэтому исследователи построили минимальное остовное дерево — это способ соединить точки кратчайшими связями без лишних веток — по субгало, то есть по небольшим сгусткам вещества внутри более крупных структур. Такой граф удобно использовать как «скелет» распределения материи.

Дальше они сопоставили рёбра этого дерева с разными зонами космической сети и увидели, что большая часть связей проходит по нитям — около 70% в разных симуляциях. Именно поэтому MST оказался чувствителен к массе нейтрино: он в первую очередь ловит те участки, где структура сети меняется сильнее всего. Ещё важный результат — длины рёбер по-разному отвечают за разные масштабы: на коротких расстояниях сигнал задают скопления, на длинных — пустоты, а на промежуточных — нити. Так что дерево не просто «видит» сеть, а помогает понять, какие её части дают вклад в наблюдаемый эффект.

Отдельно авторы сравнили влияние нейтрино и барионной физики, то есть обычного вещества вроде газа и звёзд. Оказалось, что эти два фактора оставляют разные следы в длинах рёбер MST, а значит, их можно пытаться различать по одному и тому же инструменту. Но пока всё это сделано в идеальной трёхмерной постановке по истинным позициям объектов, без искажений от измерения красного смещения, так что до прямого применения к обзорам неба ещё нужен следующий шаг.