کهکشان ما ممکن است در ‘حوضه جاذبه’ عظیمی به قدمت زمان بیفتد

شما روی زمین – منظومه شمسی – کهکشان راه شیری – خوشه محلی – خوشه سنبله – ابرخوشه سنبله – Laniakea زندگی می کنید.

به لطف بررسی های جدید اعماق آسمان، اخترشناسان اکنون فکر می کنند همه آن مکان ها بخشی از یک ساختار کیهانی حتی بزرگتر در ‘محله’ به نام Shapley Concentration تمرکز شپلی هستند.

ستاره شناسان از غلظت شپلی به عنوان ‘حوضه جاذبه’ یاد می کنند. این منطقه ای پر از جرم است که به عنوان یک جاذبه عمل می کند. این منطقه شامل بسیاری از خوشه ها و گروه های کهکشان است و بیشترین غلظت ماده را در کیهان محلی دارد. همه آن کهکشان ها، به علاوه ماده تاریک، تأثیر گرانشی خود را به تمرکز می دهند.

بسیاری از این حوضه ها در کیهان وجود دارد، از جمله Laniakea. اخترشناسان در حال بررسی دقیق‌تر آنها هستند که می‌تواند به ارائه نقشه دقیق‌تری از بزرگترین ساختارهای کیهان کمک کند.

یک گروه به رهبری اخترشناس R. Brent Tully از دانشگاه هاوایی، حرکت حدود ۵۶۰۰۰ کهکشان را برای درک این حوضه ها و توزیع آنها در فضا اندازه گیری کردند.

تالی می‌گوید: جهان ما مانند یک شبکه غول‌پیکر است که کهکشان‌ها در امتداد رشته‌ها قرار دارند و در گره‌هایی که نیروهای گرانشی آن‌ها را به هم می‌کشند، خوشه‌بندی می‌شوند.

همانطور که آب در حوضه های آبی جریان دارد، کهکشان ها نیز در حوضه های جاذبه کیهانی جریان دارند. کشف این حوضه های بزرگتر می تواند اساساً درک ما از ساختار کیهانی را تغییر دهد.

جریان های کیهانی و ساختارهای نقشه برداری

تیم Tully CosmicFlows نام دارد و آنها حرکات آن کهکشان های دور را در فضا مطالعه می کنند. بررسی‌های انتقال به سرخ این تیم یک تغییر احتمالی در اندازه و مقیاس حوضه جاذبه‌های کهکشانی محلی ما را نشان داد.

ما قبلاً می دانیم که در Laniakea زندگی می کنیم که حدود ۵۰۰ میلیون سال نوری وسعت دارد. با این حال، حرکات سایر خوشه ها نشان می دهد که یک جاذبه بزرگتر وجود دارد که جریان خوشه را هدایت می کند.

داده‌های CosmicFlows نشان می‌دهد که ما می‌توانیم بخشی از غلظت Shapley باشیم، که می‌تواند ۱۰ برابر حجم Laniakea باشد. این حدود نیمی از حجم بزرگترین سازه در فضا است که به عنوان دیوار بزرگ شناخته می شود، که رشته ای از کهکشان ها در عرض ۱.۴ میلیارد سال نوری است.

غلظت شپلی اولین بار توسط ستاره شناس هارلو شپلی در دهه ۱۳۰۸ به صورت ابر در صورت فلکی قنطورس مشاهده شد. این ابرخوشه در امتداد جهت حرکت گروه محلی کهکشان ها (محل زندگی ما) ظاهر می شود. به همین دلیل، دانشمندان حدس زدند که می تواند بر حرکت عجیب کهکشان ما تأثیر بگذارد.

جالب اینجاست که به نظر می رسد ابرخوشه باکره (و گروه محلی و کهکشان راه شیری) به سمت تمرکز شپلی در حال حرکت هستند. بررسی‌هایی که تالی و دیگران انجام می‌دهند باید این حرکت را به سمت هر چیزی که آنها را جذب می‌کند تأیید کند.

کاوش در ساختارهای بزرگتر در کیهان

این حوضچه های جاذبه از کجا می آیند؟ به یک معنا، قدمت آنها به اندازه کیهان و شبکه کیهانی ماده است که تالی به آن اشاره می کند. بذرهای وب و آن حوضه های جذاب حدود ۱۳.۸ میلیارد سال پیش کاشته شدند.

پس از انفجار بزرگ، جهان نوزاد در حالت متراکم داغ قرار داشت. با انبساط و سرد شدن، چگالی ماده شروع به نوسان کرد. تفاوت های کوچکی در آن نوسانات چگالی وجود داشت. آنها را به عنوان اولین ‘دانه’ کهکشان ها، خوشه های کهکشانی، و حتی ساختارهای وسیع تری که در جهان امروزی می بینیم، در نظر بگیرید.

همانطور که ستاره شناسان آسمان را بررسی می کنند، شواهدی برای تمام آن ساختارهای مختلف پیدا می کنند. حالا باید توضیح بدهند. این ایده که غلظت Shapley حوضه بزرگی است که Laniakea ما به آن تعلق دارد به این معنی است که مدل‌های کیهانی کنونی وجود آن را کاملاً توضیح نمی‌دهند.

احسان کورکچی، اخترشناس UH، گفت: «این کشف یک چالش را به همراه دارد: بررسی‌های کیهانی ما ممکن است هنوز به اندازه کافی بزرگ نباشد که بتواند وسعت کامل این حوضه‌های عظیم را ترسیم کند.»

ما هنوز از چشمان غول‌پیکر خیره می‌شویم، اما حتی این چشم‌ها ممکن است به اندازه‌ای بزرگ نباشند که تصویر کاملی از کیهان ما را ثبت کنند.

اندازه گیری جاذبه ها

بازیگر اصلی همه این کهکشان ها، خوشه ها و ابرخوشه ها، گرانش است. هر چه جرم بیشتر باشد، گرانش بیشتر بر حرکات و توزیع ماده تأثیر می گذارد.

برای این حوضه های جذاب، تیم تحقیقاتی Tully تاثیر آنها را بر حرکت کهکشان ها در منطقه بررسی کرد. این حوضه ها نوعی کشش جنگی را روی کهکشان هایی که بین آنها قرار دارند اعمال می کنند. این بر حرکات آنها تأثیر می گذارد. به طور خاص، بررسی‌های انتقال به سرخ مانند تیم تالی، حرکت شعاعی (در امتداد خط دید)، سرعت‌ها (سرعت حرکت آنها) و سایر حرکات مرتبط را ترسیم می‌کند.

با نقشه برداری از سرعت کهکشان ها در سراسر کیهان محلی ما، تیم می تواند منطقه ای از فضا را که در آن هر ابرخوشه غالب است، تعریف کند.

البته، تعریف این حرکات دشوار است. به همین دلیل است که تیم انواع مختلفی از اندازه گیری ها را انجام می دهد. آنها فقط از مواد درخشان در کهکشان ها نقشه برداری نمی کنند. آنها همچنین باید وجود ماده تاریک را نیز در نظر بگیرند.

عوارض دیگری نیز وجود دارد. به عنوان مثال، همه کهکشان ها یکسان نیستند – یعنی از نظر شکل (مورفولوژی) و چگالی ماده متفاوت هستند. اخترشناسان می توانند با اندازه گیری چیزی به نام ‘سرعت عجیب کهکشان’ به این موضوع دست یابند. این تفاوت بین سرعت واقعی آن و سرعت مورد انتظار جریان هابل (که منعکس کننده برهمکنش های گرانشی بین کهکشان ها است) است.

نتایج بررسی های تیم Tully باید نقشه های سه بعدی دقیق تری از این مناطق از فضا ارائه دهد. این شامل ساختار آنها و همچنین حرکات و سرعت آنها می شود. این نقشه ها به نوبه خود باید بینش بیشتری در مورد توزیع همه ماده (از جمله ماده تاریک سرد) در سراسر جهان ارائه دهند.