A csillagászok majdnem egy évszázada megértették, hogy az Univerzum terjeszkedési állapotban van. Ez az általános relativitás következménye, és annak növekedésének sebessége Hubble állandó-ként ismert - annak az embernek a nevét kapta, aki először észlelte a jelenségeket. A csillagászok azonban azt is megtanultak, hogy az univerzum nagy léptékű struktúráinak áthidalásával a galaxisok és a klaszterek is közelebb és egymáshoz viszonyítva mozognak.
A csillagászok évtizedek óta próbálták követni, hogy ezek a mozgások hogyan zajlottak a kozmikus történelem folyamán. És a csillagászok nemzetközi csapata erőfeszítéseinek köszönhetően elkészült a Virgo Szuperklaszter belsejében lévő galaxisok pályáinak eddig részletesebb térképe. Ez a térkép magában foglalja a közel 1400 galaxis korábbi mozgásait 100 millió fényévnyi térben, megmutatva, hogy megváltozott a kozmikus szomszédságunk.
A kutatásukat részletező tanulmány a közelmúltban jelent meg Az asztrofizikai folyóirat a „Helyi szuperklaszter akciódinamikája” cím alatt. Edward J. Shaya vezetésével, a Marylandi Egyetemen, a csoport tagjai voltak az UH Csillagászati Intézetből, a jeruzsálemi Racah Fizikai Intézetből és a Párizsban működő univerzum alapvető törvényeinek kutatóintézetéből (IRFU).
Vizsgálataik érdekében a csoport a CosmicFlow felmérések adatait felhasználta, egy három tanulmányból álló sorozatból, amely kiszámította a szomszédos galaxisok távolságát és sebességét 2011 és 2016 között. A tanulmányozócsoport több tagja bevonult ezekbe a felmérésekbe, amelyeket azután párosítva más távolság- és gravitációs térerősség-becslésekkel, a Mergo Supercluster hatalmas áramlási tanulmányát készítheti.
Ebből képesek voltak olyan számítógépes modellek készítésére, amelyek majdnem 1400 galaxis mozgását ábrázolták 100 millió fényév alatt és 13 milliárd év alatt (mindössze 800 millió évvel a Nagyrobbanás után). Mint Brent Tully, az UH Csillagászati Intézet csillagásza és a tanulmány társszerzője, az UH sajtóközleményében magyarázta:
„Ez az első alkalom, hogy nem csak a galaxisok helyi szuperhalmazának részletes felépítését jelenítjük meg, hanem azt is látjuk, hogy a szerkezet hogyan fejlődött az univerzum története során. Analógia a Föld jelenlegi földrajzának vizsgálata a lemeztektonika mozgása alapján. ”
Azt találták, hogy modelleik jól illeszkednek a mai sebességáramhoz, ami azt jelenti, hogy a modellekben megfigyelt szerkezetek és sebességek megegyeznek azzal, amit a mai galaxisokból figyeltek meg. Megállapították azt is, hogy a térképezésükön a fő gravitációs vonzó a Szűz-klaszter, amely körülbelül 50 millió fényévnyire van és 1300 és 2000 galaxist tartalmaz.
Ráadásul tanulmányuk kimutatta, hogy az elmúlt 13 milliárd év alatt több mint ezer galaxis esett a Szűz Klaszterbe, miközben a klaszter 40 millió fényévétől számított összes galaxist végül elfogják. Jelenleg a Tejút éppen ezen elfogási zónán kívül fekszik, de a Tejút és az Andromeda galaxis egyaránt szándékozik egyesülni a következő 4 milliárd évben.
Ha egyszer megtörténik, a keletkező hatalmas galaxis sorsa hasonló lesz a tanulmányi területen lévő többi galaxishoz. Ez volt egy újabb elfoglaltság a tanulmánytól, ahol a csapat megállapította, hogy ezek az összefonódási események csupán egy nagyobb minta részei. Alapvetően a megfigyelt térben belül két átfogó áramlási mintázat létezik. A régió egy féltekéjén minden galaxis - beleértve a Tejútot is - egyetlen lapos lap felé áramlik.
Ugyanakkor minden galaxis a tér teljes térfogatánál a gravitációs vonzerők felé mozog, amelyek messze túlmutatnak a tanulmányi területen. Megállapították, hogy ezek a külső erők nem más, mint a Centaurus szuperhalmaz - egy száz galaxiscsoport, amely körülbelül 170 millió fényévre fekszik a Centaurus csillagképben - és a Nagy Vonzó.
A Nagy Látogató 150 millió fényévnyire van, és egy rejtélyes régió, mely elhelyezkedése miatt nem látható (a Tejút másik oldalán). A tudósok azonban évtizedek óta tudják, hogy galaxisunk és más közeli galaxisunk felé mozog. Ez a régió a Laniakea Supercluster magja is, egy olyan régió, amely több mint 500 millió fényévet átvilágít, és körülbelül 100 000 nagy galaxist tartalmaz.
Röviden, amíg az Univerzum expanziós állapotban van, a galaxisok és galaxiscsoportok dinamikája azt jelzi, hogy ezek még mindig szorosabb struktúrákba vonulnak. Kozmikus szomszédságunkon belül a legfontosabb vonzó egyértelműen a Szűz Klaszter, amely 40 millió fényév körzetében minden galaxist érint. Ezen túlmenően a Centaurus Supercluster és a Nagy Vonzó (a nagyobb Laniakea Supercluster részeként) vonzza a húrokat.
A vonzerőnek az elmúlt 13 milliárd év alatt zajló folyamatának ábrázolásával a csillagászok és a kozmológusok képesek látni, hogy hogyan fejlődött világegyetemünk története nagy részének folyamán. Az idő múlásával és a továbbfejlesztett hangszerekkel, amelyek még mélyebben be tudnak nézni a kozmoszba (mint például a James Webb Űrtávcső), várhatóan képesek leszünk még tovább vizsgálni a kozmosz kezdete felé.
Az, hogy az univerzum változott az idő múlásával, nem csak megerősíti kozmológiai modellünket, és ellenőrzi az uralkodó elméleteket arról, hogy az anyag hogyan viselkedik a legnagyobb léptékben (azaz az általános relativitáselmélet). Ezenkívül lehetővé teszi a tudósok számára, hogy valós bizonyossággal megjósolják világegyetemünk jövőjét, modellezve, hogy a galaxisok és a szuperklaszterek miként alakulnak majd még nagyobb struktúrák kialakulásához.
A csapat készített egy videót, amely bemutatta tanulmánya eredményeit, valamint egy interaktív modellt, amely lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy több szempontból vizsgálják meg a referenciakeretet. Nézze meg az alábbi videót, és lépjen tovább az UH oldalra az interaktív modell eléréséhez.
