Если вы хотите определить свое место во Вселенной, начните со своего космического адреса. Вы живете на Земле->Солнечная система->Галактика Млечный Путь->Местное скопление->Скопление Девы->Сверхскопление Девы->Ланиакея. Благодаря новым исследованиям глубокого космоса астрономы теперь считают, что все эти места являются частью еще большей космической структуры в «районе», называемой Концентрацией Шепли.
Астрономы называют концентрацию Шепли «бассейном притяжения». Это область, наполненная массой, которая действует как «аттрактор». Это регион, содержащий множество скоплений и групп галактик и содержащий наибольшую концентрацию материи в локальной Вселенной. Все эти галактики, а также темная материя оказывают свое гравитационное влияние на Концентрацию. Таких бассейнов во Вселенной много, в том числе и Ланиакея. Астрономы работают над их более точным исследованием, что должно помочь составить более точную карту крупнейших структур во Вселенной.
Одна группа, возглавляемая астрономом Р. Брентом Талли из Гавайского университета, измерила движение около 56 000 галактик, чтобы понять эти бассейны и их распределение в космосе. «Наша Вселенная похожа на гигантскую паутину, в которой галактики лежат вдоль нитей и группируются в узлах, где гравитационные силы стягивают их вместе», — сказал Талли. «Подобно тому, как вода течет по водоразделам, галактики текут по космическим бассейнам притяжения. Открытие этих более крупных бассейнов может фундаментально изменить наше понимание космической структуры».
Космические потоки и картографические структуры
Команда Талли называется CosmicFlows, и они изучают движение в пространстве далеких галактик. Исследования «красного смещения», проведенные командой, выявили возможное изменение размера и масштаба нашего местного галактического бассейна притяжения. Мы уже знаем, что «живем» на Ланиакее, диаметр которой составляет около 500 миллионов световых лет. Однако движение других скоплений указывает на наличие более крупного «аттрактора», направляющего поток скоплений. Данные CosmicFlows предполагают, что мы можем быть частью концентрации Шепли, объем которой может в 10 раз превышать объем Ланиакеи. Это примерно половина объема крупнейшей структуры в космосе, известной как «Великая стена», которая представляет собой цепочку галактик, простирающуюся на 1,4 миллиарда световых лет.
Концентрация Шепли впервые наблюдалась астрономом Харлоу Шепли в 1930-х годах как «облако» в созвездии Центавра. Это сверхскопление появляется по направлению движения Местной группы галактик (где мы живем). Из-за этого ученые предположили, что это может влиять на своеобразное движение нашей галактики. Интересно, что сверхскопление Девы (а также Местная группа и Галактика Млечный Путь), похоже, движутся к концентрации Шепли. Опросы, которые проводят Талли и другие, должны подтвердить это движение к тому, что их привлекает.
Исследование все более крупных структур во Вселенной
Откуда берутся эти бассейны притяжения? В каком-то смысле они так же стары, как Вселенная и ее космическая сеть материи, на которую ссылается Талли. Семена паутины и этих бассейнов притяжения были посажены около 13,8 миллиардов лет назад. После Большого взрыва молодая Вселенная находилась в горячем и плотном состоянии. По мере расширения и охлаждения плотность материи начала колебаться. В этих колебаниях плотности были крошечные различия. Думайте о них как о самых ранних «семенах» галактик, скоплений галактик и даже более обширных структур, которые мы видим в сегодняшней Вселенной.
Когда астрономы исследуют небо, они находят доказательства существования всех этих различных структур. Теперь им предстоит их объяснить. Идея о том, что Концентрация Шепли — это большой бассейн, к которому принадлежит наша Ланиакея, означает, что современные космологические модели не совсем объясняют ее существование.
«Это открытие представляет собой проблему: наши космические исследования, возможно, еще не достаточно велики, чтобы нанести на карту всю протяженность этих огромных бассейнов», — сказал астроном UH Эхсан Куркчи. «Мы все еще смотрим гигантскими глазами, но даже эти глаза могут быть недостаточно большими, чтобы охватить полную картину нашей Вселенной».
Измерение аттракторов
Главным действующим лицом во всех этих галактиках, скоплениях и сверхскоплениях является гравитация. Чем больше масса, тем сильнее гравитация влияет на движения и распределение материи. Исследовательская группа Талли изучила влияние этих бассейнов притяжения на движение галактик в этом регионе. Бассейны оказывают своего рода «перетягивание каната» на галактики, лежащие между ними. Это влияет на их движения. В частности, исследования красного смещения, которые проводит команда Талли, будут отображать радиальное движение (вдоль луча зрения), скорости (насколько быстро они движутся) и другие связанные движения. Составляя карту скоростей галактик по всей нашей локальной Вселенной, команда может определить область пространства, в которой доминирует каждое сверхскопление.
Конечно, эти движения сложно определить. Вот почему команда проводит различные типы измерений. Они картографируют не только светящийся материал в галактиках. Им также придется принять во внимание предполагаемое существование темной материи. Есть и другие осложнения. Например, не все галактики одинаковы, то есть различаются формой (морфологией) и плотностью материи. Астрономы могут обойти эту проблему, измерив так называемую «спекулярную скорость галактики». Это разница между его фактической скоростью и ожидаемой скоростью «потока Хаббла» (которая отражает гравитационные взаимодействия между галактиками).
Результаты исследований команды Талли должны предоставить еще более точные трехмерные карты этих регионов космоса. Это включает в себя их структуру, а также их движения и скорости. Эти карты, в свою очередь, должны дать лучшее представление о распределении всей материи (включая холодную темную материю) во Вселенной.
Для получения дополнительной информации
Идентификация бассейнов притяжения в локальной вселенной (журнал)
Идентификация бассейнов притяжения в локальной вселенной (arXiv pdf)
Сверхскопление Шепли: самая большая концентрация материи в локальной Вселенной (PDF)
