4 Minuten
Atveriant Quipu paslaptis: didžiausia Visatos superstruktūra
Revoliucinis atradimas pakeitė mūsų suvokimą apie didžiausias Visatos struktūras. Astronomai identifikavo Quipu – kosminę superstruktūrą, kuri tęsiasi net per 1,3 milijardo šviesmečių. Šis objektas, pavadintas pagal inkų naudojamą sudėtingą mazgų virvių sistemą, tapo didžiausia žinoma struktūra kosmose. Quipu masė siekia apie 200 kvadrilijonų Saulės masių, kas iš esmės keičia sampratą apie kosminės struktūros mastus ir padeda tobulinti kosmologinius modelius bei stebėjimų metodikas.
Moksliniai pagrindai: superstruktūrų atradimas ir reikšmė
Kosminių superstruktūrų skalė
Tokios superstruktūros kaip Quipu – tai aukščiausias Visatos struktūrizacijos lygis. Jos susideda iš tarpusavyje sujungtų galaktikų spiečių ir superspiečių, sudarydamos sudėtingus tinklus, išsikerojančius šimtais milijonų parsekų. Šios formacijos nėra tik astronominio smalsumo objektai – jose yra reikšminga dalis matomos Visatos medžiagos, įskaitant galaktikas ir didžiulius tarpžvaigždinės dujų rezervuarus.
Quipu ir dar keturių stambių struktūrų atradimas buvo įmanomas, pasitelkus CLASSIX (Cosmic Large-Scale Structure in X-rays) galaktikų spiečių rentgeno stebėjimų apklausą. Žemėlapiai, sudaryti analizuojant iš galingų galaktikų spiečių sklindančią rentgeno spinduliuotę, leidžia mokslininkams nustatyti tankiausias kosminio tinklo vietas ir atkurti Visatos „skeletą“.
„Norint tiksliai nustatyti kosmologinius parametrus, būtina suprasti, kaip vietinė didelio masto struktūra veikia mūsų matavimus“, – sako tyrimo vadovas Hans Böhringer iš Max Planck instituto. Tai pabrėžia didžiulės apimties kosminių gijų identifikavimo svarbą tiksliems Visatos matavimams.
Quipu pavadinimas ir struktūra
Įsimintinas Quipu pavadinimas buvo pasirinktas dėl savo sąsajų su Peru inkų naudota mazgų virvių registravimo sistema, primenančia naujai atrastos superstruktūros filamentinį išsidėstymą. Panašiai kaip mazgai ir virvės formuoja unikalius raštus quipu sistemoje, taip ir Quipu kosmose pasireiškia kaip ilga gija su atšakomis – vizualiai panašūs į savo istorinį prototipą.
Superstruktūrų įtaka kosminiams matavimams
Poveikis kosminės foninės mikrobangų spinduliuotės (CMB) stebėjimams
Milžiniškos superstruktūros, tokios kaip Quipu, savo mase ir gravitacija palieka pėdsakus kosminio mikrobangų fone (CMB) – tai Didžiojo sprogimo liekaninės spinduliuotės atspindys ir vienas svarbiausių kosmologijos tyrimų objektų. Praeidama pro tokias struktūras, radiacija patiria vadinamąjį integruotą Sachs-Wolfe efektą, sukeldama matuojamus CMB svyravimus. Šie pokyčiai yra esminiai tiriant ankstyvąją Visatą ir turi būti tiksliai įtraukiami į kosmologinius tyrimus.
Pasekmės Hubble'o konstantai ir kosmologiniams modeliams
Superstruktūros taip pat veikia Hubble'o konstantos – Visatos plėtimosi greitį apibrėžiančio parametro – matavimus. Nors galaktikos tolsta dėl Visatos plėtimosi, vietiniai judėjimai šiose milžiniškose struktūrose gali sukelti matavimų iškraipymus. Jei astronomai tinkamai nekompensuos šių „ypatingų greičių“, Hubble'o konstantos tikslumas gali nukentėti, ir tai apsunkins tarptautinius debatus „Hubble'o įtampos“ klausimu.
Be to, šios didelės masės sankaupos veikia kaip gravitaciniai lęšiai – jos iškreipia ir sulenkia pro jas sklindančią tolimesnių dangaus objektų šviesą. Tai ne tik keičia stebėjimų rezultatus, bet ir gali įterpti sistemines paklaidas kosmologinių atstumų, galaktikų pasiskirstymo bei tamsiosios materijos kiekio matavimuose.
Quipu superstruktūra kosminiame tinkle
Naujausi tyrimų rezultatai, paskelbti žurnale „Astronomy & Astrophysics“, patvirtina, kad Quipu neturi analogų dydžiu. Kartu su keturiomis kitomis superstruktūromis, paskelbtomis H. Böhringer komandos, Quipu talpina 45% visų galaktikų spiečių, 30% žinomų galaktikų ir apie ketvirtadalį medžiagos tyrinėjamame Visatos tūryje, užimant apie 13% visos tyrinės dalies.
Išsamesnė analizė atskleidžia esminius skirtumus tarp galaktikų tankio superstruktūrose esančiuose spiečiuose ir tuose, kurie plyti menkai tankiuose regionuose („lauko spiečiuose“). Pokyčius dažniausiai lemia mažesnė lauko spiečių masė, o ne pačios galaktikų tankio stoka. Aplinkos, kurioje formuojasi galaktikos ir jų spiečiai, analizė atskleidžia vertingas užuominas apie galaktikų evoliuciją.
Simuliacijos ir teorinis pagrindimas
Pažangios skaitmeninės simuliacijos, paremtos Lambda CDM (ΛCDM, šalčio tamsiosios materijos ir tamsiosios energijos) modeliu, prognozuoja, kad superstruktūros kaip Quipu iš tikrųjų egzistuoja. Šis modelis sėkmingai paaiškina Visatos susidarymą ir vystymąsi, o tokios milžiniškos gijos atitinka didelio masto kosminės struktūros prognozes.
„Mūsų simuliacijose, remiantis Lambda-CDM kosmologija, aptinkame panašių savybių superstruktūras“, – rašo tyrėjai, pabrėždami ir naujo atradimo, ir dabartinių kosmologinių modelių tvirtumą.
Ateities tyrimų kryptys ir laikinas Quipu pobūdis
Nors dabar Quipu yra išskirtinis dangaus objektas, toks statusas nėra amžinas. Pasak Böhringer komandos, šios superstruktūros ilgainiui skilinės, virsdamos mažesniais ir tankesniais dariniais – tai ilgo kosminio evoliucijos proceso dalis. Dėl to didžiausi šiandienos objektai ilgainiui taps efemeriški Visatos istorijoje.
Toliau tiriant Quipu gilėja mūsų supratimas, kaip galaktikos formuojasi aplinkose bei kaip visos didelės struktūros sąveikauja su pagrindinėmis Visatos jėgomis ir laiko tėkme. „Papildomi mūsų atradimų tyrimai, pavyzdžiui, šios aplinkos poveikio galaktikų populiacijai ir evoliucijai analizė, žada įdomių perspektyvų“, – pabrėžia autoriai.
Išvados
Quipu atradimas – didžiausios žinomos Visatoje struktūros identifikavimas – žymi esminį žingsnį stengiantis detalizuotai suprasti kosminės medžiagos pasiskirstymą. Nuo neįtikėtinos apimties (daugiau nei 1,3 mlrd. šviesmečių) iki didžiulės įtakos pagrindiniams kosmologiniams stebėjimams (CMB, Hubble'o konstantai), Quipu reikalauja naujo požiūrio tiek į galaktikų bei spiečių evoliuciją, tiek į Visatos didžiulių struktūrų modeliavimą. Tobulėjant astronominėms technologijoms ir stebėjimų metodams, Quipu bei panašios superstruktūros taps kertiniais tolesnių extragalaktinių tyrimų objektais, padedančiais atskleisti giliausias Visatos sandaros ir vystymosi paslaptis.
Quelle: universetoday
Kommentare