Tähtitieteilijät ovat melkein vuosisadan ajan ymmärtäneet, että maailmankaikkeus on laajentumisen tilassa. Tämä on seurausta yleisestä suhteellisuudesta, ja nopeus, jolla se laajenee, tunnetaan Hubble-vakiona - nimeltään miehelle, joka havaitsi ilmiöt ensimmäisen kerran. Tähtitieteilijät ovat kuitenkin myös oppineet, että maailmankaikkeuden suurten rakenteiden kanssa galaksit ja klusterit ovat myös siirtyneet lähempänä ja suhteessa toisiinsa.
Vuosikymmenien ajan tähtitieteilijät ovat pyrkineet seuraamaan, kuinka nämä liikkeet ovat tapahtuneet kosmisen historian aikana. Ja kansainvälisen tähtitieteilijäryhmän ponnistelujen ansiosta on luotu tähän mennessä yksityiskohtaisin kartta Neitsyt-superklusterin galaksien kiertoradasta. Tämä kartta kattaa lähes 1400 galaksin aiemmat liikkeet 100 miljoonan valovuoden avaruudessa, mikä osoittaa kuinka kosminen naapurustomme on muuttunut.
Tutkimus, joka selvittää heidän tutkimustaan, ilmestyi äskettäin The Astrophysical Journal otsikolla ”Paikallisen superklusterin toiminnan dynamiikka”. Edward J. Shayan Marylandin yliopistosta vetämässä ryhmässä oli jäseniä UH: n tähtitieteen instituutista, Jerusalemin Racah-fysiikan instituutista ja Pariisin maailmankaikkeuden perustuslakien tutkimusinstituutista (IRFU).
Ryhmä käytti tutkimuksensa vuoksi tietoja CosmicFlow-tutkimuksista, sarjasta kolme tutkimusta, jotka laskivat naapurimaiden galaksien etäisyyden ja nopeuden vuosina 2011-2016. Useat tutkimusryhmän jäsenet olivat mukana näissä tutkimuksissa, joita he sitten yhdistettynä muihin etäisyys- ja painovoimakenttäennusteisiin rakentaa Massiivinen virtaustutkimus Neitsyt superklasterista.
Tästä lähtien he pystyivät luomaan tietokonemalleja, jotka kartoittivat melkein 1400 galaksin liikkeet 100 miljoonan valovuoden sisällä ja 13 miljardin vuoden aikana (vain 800 miljoonaa vuotta Ison räjähdyksen jälkeen). Kuten Brent Tully, UH: n tähtitieteen instituutin tähtitieteilijä ja tutkimuksen avustaja, selitti UH: n lehdistötiedotteessa:
”Ensi kertaa emme vain visualisoi paikallisen galaksien superklusterimme yksityiskohtaista rakennetta, vaan näemme kuinka rakenne kehittyi maailmankaikkeuden historian aikana. Analogia on maan nykyisen maantieteen tutkiminen levytektonian liikkeestä. ”
He havaitsivat, että heidän mallinsa sopivat hyvin nykypäivän nopeusvirtaan, mikä tarkoittaa, että heidän malleissaan havaitsemat rakenteet ja nopeudet sopivat siihen, mitä nykyään on havaittu galakseista. He päättivät myös, että heidän kartoittamansa avaruusalueella suurin gravitaation vetäjä on Virgo-klusteri, joka sijaitsee noin 50 miljoonan valovuoden päässä ja sisältää 1300 - 2000 galaksia.
Lisäksi heidän tutkimuksensa osoitti, että yli tuhat galaksia on pudonnut neitsytyyppiin viimeisen 13 miljardin vuoden aikana, kun taas kaikki galaksit, jotka sijaitsevat 40 miljoonan valovuoden sisällä klusterista, lopulta kaappaavat. Tällä hetkellä Linnunrata on aivan tämän sieppausalueen ulkopuolella, mutta sekä Linnunradan että Andromedan galaksin on tarkoitus sulautua seuraavan 4 miljardin vuoden aikana.
Kun he tekevät, syntyvän massiivisen galaksin kohtalo on samanlainen kuin muiden tutkimusalueen galaksien. Tämä oli toinen ote tutkimuksesta, jossa ryhmä päätti, että nämä sulautumatapahtumat ovat vain osa suurempaa mallia. Periaatteessa heidän havaitsemallaan avaruusalueella on kaksi kokonaisvirtauskuviota. Tämän alueen yhdellä pallonpuoliskolla kaikki galaksit - myös Linnunrata - virtaavat kohti yhtä tasaista levyä.
Samalla jokainen galaksi koko avaruustilanteessa on siirtymässä kohti gravitaation vetäjiä, jotka sijaitsevat kaukana tutkimusalueen ulkopuolella. He päättivät, että nämä ulkopuoliset voimat ovat vain Centaurus-superklusteri - satojen galaksien klusteri, joka sijaitsee noin 170 miljoonan valovuoden päässä Centaurus-tähdistössä - ja suuri vetovoima.
Suuri vetovoima sijaitsee 150 miljoonan valovuoden päässä, ja se on salaperäinen alue, jota ei voida nähdä sijaintinsa vuoksi (Linnunradan vastakkaisella puolella). Kuitenkin vuosikymmenien ajan tutkijat ovat tienneet, että galaksiamme ja muut lähellä olevat galaksiamme ovat siirtymässä kohti sitä. Alue on myös Laniakea Superklusterin ydin, alue, joka kattaa yli 500 miljoonaa valovuotta ja sisältää noin 100 000 suurta galaksia.
Lyhyesti sanottuna, kun maailmankaikkeus on laajentumisen tilassa, galaksien ja galaksiklusterien dynamiikka osoittaa, että ne vievät edelleen tiiviimpiin rakenteisiin. Kosmisessa naapurustossamme tärkein vetovoima on selvästi Virgo-klusteri, joka vaikuttaa kaikkiin galakseihin 40 miljoonan valovuoden säteellä. Tämän lisäksi Centaurus Supercluster ja Great Attractor (osana suurempaa Laniakea Superclusteria) vetävät kielillämme.
Kaavioimalla tätä vetovoimaprosessia, jota on tapahtunut viimeisen 13 miljardin vuoden aikana, tähtitieteilijät ja kosmologit näkevät kuinka universumimme on kehittynyt historiansa suurimman osan aikana. Ajan myötä ja parannetut instrumentit, jotka kykenevät etsimään vielä syvemmälle kosmokseen (kuten James Webbin avaruusteleskooppi), meidän odotetaan kykenevän koettamaan vielä kauemmas takaisin kohti kosmoksen alkua.
Kaavio siitä, kuinka maailmankaikkeuksemme on muuttunut ajan kuluessa, ei vain vahvista kosmologisia mallejamme ja tarkistaa vallitsevia teorioita siitä, kuinka aine käyttäytyy suurimmissa mittakaavoissa (ts. Yleinen suhteellisuus). Se antaa tutkijoille myös mahdollisuuden ennustaa maailmankaikkeuden tulevaisuutta kohtuullisella varmuudella, mallineen kuinka galaksit ja superklusterit tulevat lopulta yhteen muodostamaan vielä suurempia rakenteita.
Ryhmä loi myös videon, joka näyttää heidän tutkimuksensa tulokset, sekä interaktiivisen mallin, jonka avulla käyttäjät voivat tutkia viitekehystä useista näkökulmista. Muista tarkistaa alla oleva video ja siirry UH-sivulle päästäksesi heidän interaktiiviseen malliinsa.
