Kartiranje vesolja

Nedelja, 16 Junij 2013
natisni

Skupina astronomov je izdelala zelo natančno karto bližnjih jat galaksij. Glavni rezultat raziskovalcev je video, ki predstavlja bližnje vesolje v treh dimenzijah. Karte vsebujejo podatke o rdečih premikih za tisoče galaksij vse do razdalje 300 milijonov svetlobnih let. Prikazujejo preplet jat galaksij in velikih praznin, obdanih s filamenti, ki formirajo nadjate galaksij, največje strukture v vesolju.

 

 

Človeštvo je vse od prvih kartografov zemeljskega površja do prispevka astronomov pri raziskovanju Osončja naredilo velike korake pri razumevanju našega položaja v vesolju. Čeprav je danes samoumevno, da natančno poznamo naš hišni naslov, državo in kontinent, na katerem živimo in na katerem izmed osmih planetov v Osončju prebivamo, se naše poznavanje okolice tukaj v glavnem konča. Avtorji novega članka, med katerimi je tudi Brent Tully (znan po relaciji Tully-Fisher za merjenje oddaljenosti galaksij), poskušajo znanje o tem za nas daljnem okolju približati širši množici ljudi s 3-dimenzionalnim sprehodom med bližnjimi galaksijami in jatami galaksij vse do razdalje 300 milijonov svetlobnih let.

Glavni rezultat raziskovalcev je video, ki predstavlja bližnje vesolje v treh dimenzijah. Označene so naša Galaksija in posebnosti, kamera pa se približuje in oddaljuje tako, da se lažje orientiramo in dobimo boljšo prostorsko predstavo.


Kozmološki izlet se začne s karto celotnega neba, ki vsebuje podatke o rdečih premikih za tisoče galaksij. Hubblov zakon nam pove, da se vesolje razširja. Posledično se vse galaksije gibljejo stran od nas, pri čemer se hitrost njihovega oddaljevanja z razdaljo povečuje. Vse karte v tej študiji so zaradi tega pojava narisane v prostoru rdečih premikov. To pomeni, da narisane hitrosti v kilometrih na sekundo na nek način merijo razdalje. Večja, kot je številka, bolj je objekt oddaljen. Naslovna slika v videu prikazuje karto galaksij znotraj 8000 km/s (118 megaparsekov) stran od Zemlje. Strukture, vidne na velikih skalah, so preplet jat galaksij in velikih praznin, obdanih s filamenti, ki formirajo nadjate galaksij, največje strukture v vesolju. Naša Galaksija leži v nadjati, ki vsebuje deset tisoč galaksij.

Video nam to poda le informacijo o položaju galaksij, ne pa tudi o njihovih velikostih. Za boljše razumevanje porazdelitve snovi so avtorji uporabili izseve oz. svetlosti galaksij kot merilo za njihovo maso. Večja svetlost pomeni masivnejšo galaksijo. S temi informacijami so narisali konture gostote v prostoru rdečega premika in s tem vizualizirali porazdelitev mase. Na spodnjem gostotnem grafu je nekaj zanimivih struktur. Prva je Krajevna skupina, kjer se poleg približno 50 ostalih nahaja tudi naša Galaksija. Če so skupine galaksij mesta, je nam najbližje velemesto Kentavrova jata, ki vsebuje na stotine galaksij in je področje, kamor se steka pet filamentov.

Konture gostote so poleg praznin pokazale skupke snovi in filamente, ki jih povezujejo. Veliki zid (Great Wall) je ena največjih struktur, kar jih poznamo v vesolju.

Naslednji zanimiv pojav je takoimenovan 'Veliki zid' (angl. Great Wall). S svojimi 500 milijoni svetlobnih let dolžine, 300 milijonov svetlobnih let širine in 16 milijonov let debeline je ena največjih struktur, kar jih poznamo v vesolju. Lahko, da je celo večji, vendar nam plin in prah v ravnini naše Galaksije zakrivata pogled nanj in zato ne vemo natančno, kako daleč se razteza.

Na koncu so avtorji raziskali še nekozmološke hitrosti bližnjih galaktičnih jat. Bolj oddaljene galaksije se od nas odmikajo hitreje, vendar pri nekaterih galaksijah ni tako - ne oddaljujejo se s takimi hitrostmi, kot bi pričakovali glede na njihove oddaljenosti. Nekatere se oddaljujejo hitreje in nekatere počasneje od napovedi. Ta odstopanja hitrosti od napovedi Hubblovega zakona so poznane kot nekozmološke hitrosti. Za veliko galaksij znotraj 3300 km/s stran od Zemlje lahko razdalje izmerimo direktno in izračunamo radialne hitrosti. Iz tega so avtorji konstruirali karte hitrostnih polj, ki razkrivajo pretok bližjih jat galaksij na večji skali.

Hitrostno polje nekozmoloških hitrosti. Naša Galaksija se giblje proti jati v Devici, obe skupaj pa proti Kentavrovi jati, poimenovani tudi Veliki atraktor (rdeče polje na sliki).

Kentavrova jata tukaj ponovno ukrade vso predstavo, zato je dobila primerno ime: 'Veliki atraktor'. Na diagramu je označena tudi naša Galaksija (angl. Milky Way). Galaksije v naši okolici se gibljejo proti jati v Devici (Virgo Cluster) in nato ultimativno proti Kentavrovi jati.

Podobno, kot premikanje kontinentov na Zemlji razkrije lastnosti Zemljine notranjosti, nam gibanje galaksij razkriva informacijo o glavnih sestavinah vesolja - o temni energiji in temni snovi. Temne snovi, ki predstavlja 80 odstotkov vse snovi v vesolju, ne vidimo, vendar na njeno prisotnost lahko sklepamo po njenih efektih - je namreč glavni vzrok za medsebojno gibanje galaksij.

Natančnost teh novih tridimenzionalnih kart vse snovi, tako vidne kot temne, je znaten napredek pri razumevanju naše okolice.

Prirejeno po Astrobites in Phys.org. Originalni članek je na voljo tukaj.