Εάν θέλετε να ορίσετε τη θέση σας στο σύμπαν, ξεκινήστε με την κοσμική σας διεύθυνση. Ζείτε στη Γη -> Ηλιακό Σύστημα -> Γαλαξίας Γαλαξίας -> Τοπική Ομάδα -> Ομάδα Παρθένου -> Ομάδα Γίγαντας Παρθένου -> Λανιάκια. Χάρη σε νέες έρευνες στο βαθύ ουρανό, οι αστρονόμοι πιστεύουν τώρα ότι όλα αυτά τα μέρη αποτελούν μέρος μιας μεγαλύτερης κοσμικής δομής σε μια «γειτονιά» που ονομάζεται συγκέντρωση Shapley.
Οι αστρονόμοι αναφέρονται στην εστίαση του Shapley ως «το κατώφλι της έλξης». Είναι μια μαζική περιοχή που λειτουργεί ως «ελκυστήρας». Είναι μια περιοχή που περιέχει πολλά σμήνη και ομάδες γαλαξιών και τη μεγαλύτερη συγκέντρωση ύλης στο τοπικό σύμπαν. Όλοι αυτοί οι γαλαξίες, συν τη σκοτεινή ύλη, εστιάζουν τη βαρυτική τους επιρροή. Υπάρχουν πολλές τέτοιες λεκάνες στο σύμπαν, μεταξύ των οποίων και τα Λανιάκια. Οι αστρονόμοι εργάζονται για να το σαρώσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια, κάτι που θα βοηθούσε στην παροχή ενός πιο ακριβούς χάρτη των μεγαλύτερων δομών στο σύμπαν.
Μια ομάδα, με επικεφαλής τον αστρονόμο R. Ο Brent Tully του Πανεπιστημίου της Χαβάης μέτρησε τις κινήσεις περίπου 56.000 γαλαξιών για να κατανοήσει αυτές τις λεκάνες και την κατανομή τους στο διάστημα. «Το σύμπαν μας είναι σαν ένας γιγάντιος ιστός, με γαλαξίες που βρίσκονται κατά μήκος χορδών και συσσωματώνονται σε κόμβους καθώς οι βαρυτικές δυνάμεις τους τραβούν μαζί», είπε ο Τάλι. «Ακριβώς όπως το νερό ρέει μέσα σε λεκάνες απορροής, οι γαλαξίες ρέουν μέσα σε κοσμικές βαρυτικές λεκάνες Η ανακάλυψη αυτών των μεγάλων λεκανών θα μπορούσε να αλλάξει ριζικά την κατανόησή μας για την κοσμική δομή».
Κοσμικές ροές και δομές χαρτογράφησης
Η ομάδα του Tully ονομάζεται CosmicFlows και μελετά τις κινήσεις αυτών των μακρινών γαλαξιών στο διάστημα. Οι έρευνες «redshift» της ομάδας αποκάλυψαν μια πιθανή αλλαγή στο μέγεθος και την κλίμακα της τοπικής γαλαξιακής βαρυτικής λεκάνης. Γνωρίζουμε ήδη ότι «ζούμε» στα Λανιάκια, τα οποία έχουν διάμετρο περίπου 500 εκατομμύρια έτη φωτός. Ωστόσο, οι κινήσεις άλλων ομάδων δείχνουν την παρουσία ενός μεγαλύτερου «ελκυστήρα» που κατευθύνει τη ροή μάζας. Τα δεδομένα του CosmicFlows υποδηλώνουν ότι θα μπορούσαμε να είμαστε μέρος της εστίασης του Shapley, το οποίο θα μπορούσε να είναι δέκα φορές μεγαλύτερο από το Laniakia. Είναι περίπου το μισό του μεγέθους της μεγαλύτερης δομής στο διάστημα, γνωστό ως Σινικό Τείχος, μια αλυσίδα γαλαξιών που εκτείνεται σε 1,4 δισεκατομμύρια έτη φωτός.
Η εστία Shapley παρατηρήθηκε για πρώτη φορά από τον αστρονόμο Harlow Shapley τη δεκαετία του 1930 ως «σύννεφο» στον αστερισμό του Κενταύρου. Αυτό το υπερσμήνος εμφανίζεται κατά μήκος της κατεύθυνσης κίνησης της Τοπικής Ομάδας γαλαξιών (όπου ζούμε). Για το λόγο αυτό, οι επιστήμονες υπέθεσαν ότι θα μπορούσε να επηρεάσει την παράξενη κίνηση του γαλαξία μας. Είναι ενδιαφέρον ότι το Υπερσμήνος της Παρθένου (και η Τοπική Ομάδα και ο Γαλαξίας) φαίνεται να κινείται προς το επίκεντρο του Shapley. Έρευνες από τον Tully και άλλους θα πρέπει να επιβεβαιώσουν αυτόν τον προσανατολισμό προς ό,τι τους ελκύει.
Εξερευνήστε όλο και μεγαλύτερες δομές στο σύμπαν
Από πού προέρχονται αυτές οι πισίνες έλξης; Από τη μία πλευρά, είναι τόσο παλιό όσο το σύμπαν και ο κοσμικός ιστός της ύλης στον οποίο αναφέρεται ο Tully. Οι σπόροι αυτών των δικτύων και των λεκανών έλξης φυτεύτηκαν πριν από περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια. Μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, το βρεφικό σύμπαν ήταν σε μια καυτή, πυκνή κατάσταση. Καθώς διαστέλλεται και ψύχεται, η πυκνότητα της ύλης άρχισε να αυξομειώνεται. Υπήρχαν μικρές διαφορές σε αυτές τις διακυμάνσεις της πυκνότητας. Σκεφτείτε τους ως τους πρώτους «σπόρους» των γαλαξιών, των σμηνών γαλαξιών και ακόμη και των μεγαλύτερων δομών που βλέπουμε σήμερα στο σύμπαν.
Καθώς οι αστρονόμοι σαρώνουν τους ουρανούς, βρίσκουν στοιχεία για όλες αυτές τις διαφορετικές δομές. Τώρα πρέπει να το εξηγήσουν. Η ιδέα ότι η εστία Shapley είναι η μεγάλη λεκάνη στην οποία ανήκει ο πλανήτης μας Λανιάκια σημαίνει ότι τα σημερινά κοσμολογικά μοντέλα δεν εξηγούν πλήρως την ύπαρξή του.
«Αυτή η ανακάλυψη αντιπροσωπεύει μια πρόκληση: οι κοσμολογικές μας έρευνες μπορεί να μην είναι αρκετά μεγάλες για να χαρτογραφήσουν την πλήρη έκταση αυτών των τεράστιων λεκανών», δήλωσε ο Ehsan Korkshi, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο του Χιούστον. “Εξακολουθούμε να κοιτάμε μέσα από γιγάντια μάτια, αλλά ακόμη και αυτά τα μάτια μπορεί να μην είναι αρκετά μεγάλα για να αποτυπώσουν την πλήρη εικόνα του σύμπαντός μας.”
Μέτρηση ελκυστών
Ο κύριος παράγοντας σε όλους αυτούς τους γαλαξίες, τα σμήνη και τα υπερσμήνη είναι η βαρύτητα. Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα, τόσο μεγαλύτερη είναι η βαρύτητα που επηρεάζει τις κινήσεις και την κατανομή της ύλης. Για αυτές τις λεκάνες έλξης, η ερευνητική ομάδα του Tully εξέτασε την επίδρασή τους στις κινήσεις των γαλαξιών στην περιοχή. Οι λεκάνες ασκούν ένα είδος «διελκυστίνδας» στους γαλαξίες που βρίσκονται ανάμεσά τους. Αυτό επηρεάζει τις κινήσεις τους. Συγκεκριμένα, οι έρευνες μετατόπισης στο κόκκινο, όπως κάνει η ομάδα του Tully, θα χαρτογραφήσουν την ακτινική κίνηση (κατά μήκος της οπτικής γραμμής), τις ταχύτητες (πόσο γρήγορα κινούνται) και άλλες σχετικές κινήσεις. Χαρτογραφώντας τις ταχύτητες των γαλαξιών σε όλο το τοπικό μας σύμπαν, η ομάδα μπορεί να προσδιορίσει ποια περιοχή του διαστήματος κυριαρχείται από κάθε υπερσμήνος.
Φυσικά, αυτές οι κινήσεις είναι δύσκολο να προσδιοριστούν. Γι' αυτό η ομάδα εκτελεί διαφορετικούς τύπους μετρήσεων. Δεν χαρτογραφούν απλώς το φωτεινό υλικό στους γαλαξίες. Πρέπει επίσης να λάβουν υπόψη τους την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης. Υπάρχουν και άλλες επιπλοκές. Για παράδειγμα, δεν είναι όλοι οι γαλαξίες ίδιοι, δηλαδή διαφέρουν ως προς το σχήμα τους (μορφολογία) και την πυκνότητα της ύλης. Οι αστρονόμοι μπορούν να το αντιμετωπίσουν μετρώντας αυτό που ονομάζεται «παράξενη ταχύτητα του γαλαξία». Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ της πραγματικής του ταχύτητας και της αναμενόμενης ταχύτητας “ροής Hubble” (η οποία αντανακλά τις βαρυτικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των γαλαξιών).
Τα αποτελέσματα των ερευνών της ομάδας Tully υποτίθεται ότι παρέχουν πιο ακριβείς τρισδιάστατους χάρτες αυτών των περιοχών του διαστήματος. Αυτό περιλαμβάνει τις δομές τους καθώς και τις κινήσεις και τις ταχύτητες τους. Αυτοί οι χάρτες, με τη σειρά τους, θα πρέπει να δώσουν μεγαλύτερη εικόνα για την κατανομή όλης της ύλης (συμπεριλαμβανομένης της ψυχρής σκοτεινής ύλης) σε όλο το σύμπαν.
Για περισσότερες πληροφορίες
Προσδιορισμός λεκανών έλξης στο τοπικό σύμπαν (Εφημερίδα)
Προσδιορισμός λεκανών έλξης στο τοπικό σύμπαν (arXiv pdf)
Το υπερσμήνος Shapley: η μεγαλύτερη συγκέντρωση ύλης στο τοπικό σύμπαν (PDF)