Уже почти столетие астрономы понимают, что Вселенная находится в состоянии расширения. Это является следствием общей теории относительности, и скорость ее расширения известна как постоянная Хаббла, названная в честь человека, который впервые заметил явления. Однако астрономы также узнали, что благодаря крупномасштабным структурам Вселенной галактики и скопления также приближаются друг к другу и относительно друг друга.
В течение десятилетий астрономы стремились отследить, как эти движения происходили в ходе космической истории. И благодаря усилиям международной команды астрономов была создана самая подробная на сегодняшний день карта орбит галактик, которые лежат в Сверхскоплении Девы. Эта карта охватывает прошлые движения почти 1400 галактик в пределах 100 миллионов световых лет пространства, показывая, как изменилось наше космическое соседство.
Исследование, которое детализирует их исследование, недавно появилось в Астрофизический Журнал под названием «Динамика действия локального сверхскопления». Под руководством Эдварда Дж. Шая из Университета Мэриленда в состав группы входили члены Института астрономии UH, Физического института Рака в Иерусалиме и Института исследований фундаментальных законов Вселенной (IRFU) в Париже.
Ради своего исследования команда использовала данные опросов CosmicFlows, серии из трех исследований, в которых были рассчитаны расстояние и скорость соседних галактик в период между 2011 и 2016 годами. Несколько членов исследовательской группы были вовлечены в эти исследования, которые они затем в сочетании с другими оценками расстояния и гравитационного поля для создания массивного исследования сверхскопления Девы.
Исходя из этого, они смогли создать компьютерные модели, которые отображали движения почти 1400 галактик в течение 100 миллионов световых лет и в течение 13 миллиардов лет (всего 800 миллионов лет после Большого взрыва). Как Брент Талли, астроном из Института астрономии UH и соавтор исследования, объяснил в пресс-релизе UH:
«Впервые мы не только визуализируем детальную структуру нашего Местного Сверхскопления галактик, но и видим, как эта структура развивалась в истории Вселенной. Аналогия - изучение современной географии Земли по движению тектоники плит ».
Они обнаружили, что их модели хорошо соответствуют современному скоростному потоку, а это означает, что структуры и скорости, которые они наблюдали в своих моделях, соответствуют тем, что наблюдалось в галактиках в наши дни. Они также определили, что в области картируемого пространства основным гравитационным аттрактором является кластер Девы, который находится на расстоянии около 50 миллионов световых лет и содержит от 1300 до 2000 галактик.
Более того, их исследование показало, что более тысячи галактик упали в кластер Девы за последние 13 миллиардов лет, в то время как все галактики в пределах 40 миллионов световых лет от скопления в конечном итоге будут захвачены. В настоящее время Млечный Путь находится в непосредственной близости от этой зоны захвата, но Млечному Пути и Галактике Андромеды суждено слиться в течение следующих 4 миллиардов лет.
Как только они это сделают, судьба образовавшейся массивной галактики будет аналогична остальным галактикам в области исследования. Это был еще один вывод из исследования, где команда определила, что эти события слияния являются просто частью более широкой схемы. По существу, в наблюдаемой ими области пространства существуют две всеобъемлющие модели потока. В пределах одного полушария этого региона все галактики, включая Млечный Путь, текут к одному плоскому листу.
В то же время каждая галактика во всем объеме пространства движется к гравитационным аттракторам, которые находятся далеко за пределами области исследования. Они определили, что эти внешние силы - не что иное, как Сверхкластер Центавра - скопление сотен галактик, расположенных на расстоянии около 170 миллионов световых лет в созвездии Центавра, - и Великий Аттрактор.
Великий Аттрактор находится на расстоянии 150 миллионов световых лет от нас и представляет собой таинственный регион, который невозможно увидеть из-за его местоположения (на противоположной стороне Млечного пути). Однако на протяжении десятилетий ученые знали, что наша галактика и другие близлежащие галактики движутся к ней. Этот регион также является ядром сверхскопления Laniakea, который охватывает более 500 миллионов световых лет и содержит около 100 000 больших галактик.
Короче говоря, пока Вселенная находится в состоянии расширения, динамика галактик и скоплений галактик показывает, что они все еще тяготеют к более плотным структурам. В пределах нашего космического соседства главным аттрактором, очевидно, является кластер Девы, который воздействует на все галактики в радиусе 40 миллионов световых лет. Помимо этого, это сверхскопление Центавра и Великий Аттрактор (как часть более крупного сверхскопления Ланиакя), который дергает за наши струны.
Составляя схему этого процесса притяжения, который происходил в течение последних 13 миллиардов лет, астрономы и космологи могут видеть, как наша Вселенная развивалась на протяжении большей части своей истории. Со временем и улучшенными инструментами, способными смотреть еще глубже в космос (такими как космический телескоп Джеймса Уэбба), мы, как ожидается, сможем исследовать еще дальше назад к началу космоса.
Диаграмма того, как наша Вселенная изменилась с течением времени, не только подтверждает наши космологические модели и проверяет преобладающие теории о том, как материя ведет себя в самых больших масштабах (то есть общая теория относительности). Это также позволяет ученым с достаточной степенью уверенности предсказывать будущее нашей Вселенной, моделируя, как галактики и сверхскопления в конечном итоге объединятся, чтобы сформировать еще более крупные структуры.
Команда также создала видео, показывающее результаты своего исследования, а также интерактивную модель, которая позволяет пользователям исследовать систему отсчета с нескольких точек зрения. Обязательно ознакомьтесь с видео ниже и перейдите на страницу UH, чтобы получить доступ к их интерактивной модели.
