Ezt a négy galaxisfürtöt egy században elemezték egy nagy felmérés során annak tesztelésére, hogy a világegyetem minden irányban azonos-e nagy léptékben. A tanulmány eredményei azt sugallják, hogy az "izotrop" univerzum fogalma nem felel meg teljesen.
(Kép: © NASA / CXC / Bonni Egyetem / Migkas és mások.)
Lehet, hogy az univerzum nem minden irányban azonos.
A bővítési arány: az Univerzum Úgy tűnik, hogy helyről helyre változik, jelent egy új tanulmány. Ez a megállapítás, ha megerősítést nyer, arra kényszeríti a csillagászokat, hogy értékeljék újra, mennyire jól értik meg a kozmoszt.
"A kozmológia egyik pillére - az egész világegyetem történetének és sorsának tanulmányozása - az, hogy az univerzum izotróp, azaz minden irányban azonos," - a tanulmány vezető szerzője, Konstantinos Migkas, a németországi Bonni Egyetem , mondta egy nyilatkozatában. "Munkánk azt mutatja, hogy lehetnek repedések az oszlopban."
Az univerzum azóta több mint 13,8 milliárd éve folyamatosan bővül a nagy Bumm - és egy gyorsuló ütemben, egy sötét energiának nevezett titokzatos erőnek köszönhetően. Az Einstein általános relativitáselméletén alapuló egyenletek azt sugallják, hogy ez a kiterjedés nagy térbeli skálán izotropikus, írta Migkas kedden (április 7.) egy blog bejegyzés az új tanulmányról.
A kozmikus mikrohullámú háttér (CMB), a Világegyetemet átélő sugárzás, amely a Big Bang-ból maradt, támogatja ezt a gondolatot. Hozzátette: "A CMB izotropnak tűnik, és a kozmológusok a nagyon korai univerzum ezen tulajdonságát a jelenlegi korszakunkba, közel 14 milliárd évre extrapolálják. majd később."
De nem világos, hogy mennyire érvényes ez az extrapoláció - hangsúlyozta, megjegyezve sötét energia az utóbbi kb. 4 milliárd évben volt a domináns tényező az univerzum evolúciójában. A sötét energia "zavaró jellege még nem tette lehetővé az asztrofizikusok számára, hogy ezt megértsék" - írta Migkas. "Ezért feltételezve, hogy izotropikus, csaknem a hit ugrása. Ez rávilágít arra, hogy sürgősen meg kell vizsgálni, vajon a mai világegyetem izotropikus-e vagy sem."
Az új tanulmány beszámol egy ilyen vizsgálat eredményéről. Migkas és munkatársai tanulmányozták a 842-et galaxis klaszterek, az univerzum legnagyobb gravitációs kötésű struktúrái, három űrteleszkóp segítségével összegyűjtött adatok felhasználásával: a NASA Chandra Röntgenmegfigyelő Intézete, az európai XMM-Newton és az Advanced Satellite for Cosmology and Astrophysics, a Japán-USA közös. misszió véget ért 2001-ben.
A kutatók az egyes klaszterek hőmérsékletét a bennük lévő forró gáz hatalmas mezőiből származó röntgenkibocsátás elemzésével határozták meg. Ezeket a hőmérsékleti információkat arra használják, hogy megbecsüljék az egyes klaszterek veleszületett röntgen fényerősségét anélkül, hogy figyelembe kellene venniük a kozmológiai változókat, például az univerzum tágulási sebességét.
A kutatók ezután az egyes klaszterek röntgen fényerősségét más módon számították ki, amelyhez az univerzum tágulásának ismerete szükséges. Így felfedték a látszólagos növekedési rátákat az egész égbolton - és ezek a ráták nem mindenhol egyeztek meg.
"Sikerült meghatározni egy olyan régiót, amely látszólag lassabban terjeszkedik, mint az univerzum többi része, és egy, amely úgy tűnik, hogy gyorsabban bővül!" Migkas írta a blogbejegyzésben. "Érdekes módon az eredményeink többnel egyetértenek korábbi tanulmányok amely más módszereket alkalmazott, azzal a különbséggel, hogy ezt az „anizotrópiát” az égen sokkal nagyobb bizalommal azonosítottuk, és az egész égboltot lefedő tárgyakat egységesebben használtuk. ”
Lehetséges, hogy ennek az eredménynek viszonylag prozaikus magyarázata van. Például, a rendellenes területeken található galaxisfürtöket más klaszterek erősen gravitációsán húzhatják meg, és így eltérő tágulási sebesség illúzióját adják.
Az ilyen hatások az univerzum kisebb térbeli skáláin figyelhetők meg - mondta a kutatók. De az új vizsgálati szondák akár 5 milliárd fényév távolságra helyezkednek el, és nem világos, hogy a gravitációs vontatóhajók ilyen hatalmas távolságokon túlterhelhetik-e a tágulási erőket - tette hozzá.
Ha a megfigyelt expanziós aránybeli különbségek valóban valósak, akkor érdekes új részleteket fedhetnek fel a világegyetem működéséről. Például, valószínűleg maga a sötét energia különböző helyeken változik az egész kozmoszban.
"Figyelemre méltó lenne, ha a sötét energiának különböző erősségűek lennének az univerzum különböző részein" - mondta Thomas Reiprich, a Bonni Egyetem szintén a tanulmány társszerzője ugyanabban a nyilatkozatban. "Ugyanakkor sokkal több bizonyítékra lenne szükség ahhoz, hogy kizárjuk az egyéb magyarázatokat, és meggyőző ügyet hozzunk létre."
Az új tanulmány az Astronomy and Astrophysics folyóirat 2020 áprilisának számában jelent meg. Ingyenesen elolvashatja az online preprint webhelyen arXiv.org.
- Hogyan lehet az univerzum gyorsabban terjeszkedni, mint a fény sebessége?
- Röntgen-univerzumunk: lenyűgöző képek a NASA Chandra X-Ray Obszervatóriumán
- 7 meglepő dolog az univerzumról
