Droga Mleczna może być częścią gigantycznej struktury zwanej Koncentracją Shapleya

Galaktyka, w której znajduje się nasz Układ Słoneczny, czyli Droga Mleczna, może być częścią ogromnej struktury, większej, niż dotychczas przypuszczano, która nosi nazwę Koncentracji Shapleya. Odkrycia dokonane przez astronomów sugerują, że nasze kosmiczne sąsiedztwo może być znacznie większe. Rzucają też wyzwanie naszym modelom ewolucji Wszechświata.

Nasza planeta jest częścią Układu Słonecznego ukształtowanego dzięki sile grawitacji. Nasz Układ Słoneczny jest grawitacyjnie związany z naszą galaktyką – Drogą Mleczną, wraz z setkami milionów innych systemów planetarnych. Droga Mleczna z kolei jest częścią jeszcze większej struktury, którą kształtuje nie tylko grawitacja, ale także ekspansja Wszechświata.

Galaktyki nie są równomiernie rozłożone we Wszechświecie. Nasza galaktyka jest częścią grupy galaktyk zwanych Grupą Lokalną. Grupa Lokalna tworzy jedną wielką strukturę połączoną siłą grawitacji i porusza się przez kosmos jako całość. Jest zdominowana grawitacyjnie przez Drogę Mleczną i jej rodzeństwo, galaktykę Andromedy. Te dwie duże galaktyki posiadają wiele galaktyk satelickich związanych grawitacyjnie i uzupełniających Grupę Lokalną. Grupa Lokalna jest częścią jeszcze większej struktury zwanej supergromadą Laniakea, która zawiera ponad 100 tys. galaktyk i rozciąga się na około 500 milionów lat świetlnych.

W nowych badaniach międzynarodowa grupa astronomów kierowana przez badaczy z University of Hawaiʻi zasugerowała, że Droga Mleczna może być częścią jeszcze większej struktury - Koncentracji Shapleya, którą określa się również jako supergromadę Shapleya. Wyniki oraz opis badań ukazał się na łamach pisma "Nature Astronomy".

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

W miarę jak badamy Wszechświat odkrywamy, że jesteśmy częścią znacznie większych struktur utworzonych przez oddziaływania grawitacyjne. Krążymy wokół Słońca, a Słońce wraz z Układem Słonecznym jest częścią Drogi Mlecznej. Droga Mleczna jest z kolei częścią Grupy Lokalnej, która obejmuje też galaktykę Andromedy oraz kilka innych małych galaktyk. Grupa Lokalna znajduje się na zewnętrznej krawędzi Supergromady w Pannie, która sama jest częścią gigantycznej struktury zwanej supergromadą Laniakea. Według nowego badania Laniakea również jest częścią większej struktury - Koncentracji Shapleya.

Supergromada Shapleya to koncentracja gromad galaktyk. Pierwszy raz została dostrzeżona w 1930 roku przez Harlowa Shapleya. Stanowi największe skupisko materii w lokalnym Wszechświecie. Ze względu na swoją masę wywiera istotny wpływ na ruch supergromad i gromad galaktyk.

Wiemy już, że mieszkamy w supergromadzie Laniakea. Jednak ruchy innych gromad wskazują, że istnieje większa koncentracja masy, w której kierunku płyną gromady galaktyk. Nowe dane sugerują, że możemy być częścią Koncentracji Shapley, która może mieć 10 razy większą objętość niż supergromada Laniakea. To około połowa objętości największej znanej struktury w kosmosie, zwanej Wielką Ścianą Sloan, która jest ciągiem galaktyk rozciągającym się na 1,37 miliarda lat świetlnych.

Zespół w swoich badaniach przyjrzał się ruchom 56 tys. galaktyk i podjął próbę stworzenia mapy lokalnego Wszechświata, biorąc pod uwagę błędy występujące podczas próby pomiaru prędkości i ruchu galaktyk. - Nasz wszechświat przypomina gigantyczną sieć, w której galaktyki leżą wzdłuż włókien i gromadzą się w węzłach, gdzie siły grawitacyjne je przyciągają — wyjaśnił Brent Tully z University of Hawai'i. Astronom dodał, że tak jak woda płynie w zlewniach, galaktyki płyną w podobnych kosmicznych zlewniach grawitacyjnych w kierunku regionów o dużej masie.

Początki Wszechświata sięgają blisko 14 miliardów lat wstecz, kiedy to niewielkie różnice w gęstości zaczęły kształtować kosmos, rozrastając się pod wpływem grawitacji w ogromne struktury, które widzimy dzisiaj. Tworzenie map Wszechświata uwzględniających tego typu struktury nie należy do łatwych zadań. Śledzenie ruchu galaktyk i ich wpływu na siebie nawzajem w celu modelowania tych kosmicznych "prądów" i przepływów jest trudne. W związku z tym istnieje wiele niepewności. Według symulacji zespołu istnieje 60-procentowe prawdopodobieństwo, że Droga Mleczna znajduje się w Koncentracji Shapleya.

Ale struktury o tak gigantycznych rozmiarach podważają nasze zrozumienie kosmosu. Biorąc pod uwagę to, co widzimy w mikrofalowym promieniowaniu tła, pierwszym świetle, które możemy wykryć po narodzinach Wszechświata, struktury mogą urosnąć tylko do pewnych rozmiarów w ramach naszych obecnych modeli. Jednak Koncentracji Shapleya i inne podobne struktury wydają się być większe, niż przewidują modele.

Naukowcy oceniają te wielkoskalowe struktury, badając ich wpływ na ruchy galaktyk. Galaktyka pomiędzy dwiema takimi strukturami zostanie złapana w grawitacyjne przeciągnie liny, w którym równowaga sił grawitacyjnych otaczających wielkoskalowe struktury determinuje ruch galaktyk. Mapując prędkości galaktyk w całym naszym lokalnym Wszechświecie, zespół jest w stanie zdefiniować region przestrzeni, w którym dominuje każda supergromada.

- Być może nie jest zaskakujące, że im dalej zagłębiamy się w kosmos, tym bardziej odkrywamy, że nasza macierzysta supergromada jest bardziej połączona i bardziej rozległa, niż myśleliśmy — powiedział Noam Libeskind z Instytutu Astrofizyki Leibniza w Poczdamie. - Odkrycie, że istnieje duże prawdopodobieństwo, że jesteśmy częścią o wiele większej struktury, jest ekscytujące. Na razie to tylko wskazówka. Trzeba będzie przeprowadzić więcej obserwacji, aby potwierdzić rozmiar naszej macierzystej supergromady – dodał.

Naukowcy zamierzają kontynuować mapowanie największych struktur w kosmosie, kierując się założeniem, że nasze miejsce we Wszechświecie jest częścią o wiele bardziej rozległego i połączonego systemu.

Źródło: University of Hawai'i, Science Alert, IFLScience