Пыльная буря, которая не утихает миллионы лет, бушует не в пустыне, а между звёзд. Там плавают облака разреженного газа, пронизанные магнитными полями. Эти поля выстраивают пылинки, как стрелки компаса, вдоль силовых линий. Когда такая пыль излучает, свет от неё становится поляризованным — он колеблется в одной плоскости, словно верёвка, которую встряхнули только вверх-вниз.
Астрофизики запустили на суперкомпьютере Frontier (одном из быстрейших в мире) симуляцию турбулентного газа с магнитным полем. Так они получили карты поляризации — по сути, снимки магнитного свечения. Затем карты разложили на две составляющие, похожие на два типа ряби на воде: E-моду (безвихревую, как круги от брошенного камня) и B-моду (вихревую, с завихрениями, как водоворот). Оказалось, что вихревой ряби меньше, и она ведёт себя иначе. Именно это создаёт асимметрию, которую раньше видели в данных телескопа Planck, но не могли объяснить.
Реликтовое излучение — слабый свет, оставшийся от горячего начала Вселенной, — тоже поляризовано. Но его сигнал тонет в помехах от нашей собственной Галактики. Понимание того, как именно пыль создаёт магнитный узор на небе, позволяет вычесть эту помеху. А значит — добраться до сигнала от первых мгновений после Большого взрыва. Новая симуляция показала: вихревая рябь рождается в основном из-за сжатия газа ударными волнами, а безвихревая — из-за растяжения магнитных полей.
Так вычислительный эксперимент превратил мутное пятно на картах Planck в понятную физическую картину. Магнитная рябь в пыли оказалась не случайным шумом, а чётким отпечатком турбулентности. Теперь его можно расшифровать. И у космологов есть инструмент, чтобы очистить древний свет от современной пыльной завесы.
Межзвёздная пыль составляет всего около 1% от массы галактического газа, но именно она отвечает за половину всего излучения нашей Галактики.