Timp de aproape un secol, astronomii au înțeles că Universul se află într-o stare de expansiune. Aceasta este o consecință a relativității generale, iar ritmul cu care se extinde este cunoscut sub numele de Constanta Hubble - numit după omul care a observat pentru prima dată fenomenele. Cu toate acestea, astronomii au aflat, de asemenea, că, odată cu structurile pe scară largă ale Universului, galaxiile și grupurile s-au apropiat și mai mult unele față de altele.
Timp de zeci de ani, astronomii au căutat să urmărească modul în care aceste mișcări au avut loc de-a lungul istoriei cosmice. Și datorită eforturilor echipei internaționale de astronomi, a fost creată cea mai detaliată hartă până în prezent a orbitelor galaxiilor care se află în Superclusterul Fecioarei. Această hartă cuprinde mișcările din trecut a aproape 1.400 de galaxii din 100 de milioane de ani lumină de spațiu, arătând cum s-a schimbat cartierul nostru cosmic.
Studiul care detaliază cercetările lor a apărut recent Jurnalul Astrofizic sub titlul „Dinamica acțiunii Superclusterului local”. Condusă de Edward J. Shaya de la Universitatea din Maryland, echipa a inclus membri de la Institutul de Astronomie din UH, Institutul de Fizică Racah din Ierusalim și Institutul de Cercetare a Drepturilor Fundamentale ale Universului (IRFU) din Paris.
De dragul studiului lor, echipa a folosit date din sondajele CosmicFlows, o serie de trei studii care au calculat distanța și viteza galaxiilor vecine între 2011 și 2016. Mai mulți membri ai echipei de studiu au fost implicați în aceste sondaje, pe care apoi le-au făcut împerecheate cu alte estimări ale câmpului de distanță și gravitație pentru a construi un studiu masiv de curgere a superclusterului Virgo.
Din aceasta, au fost capabili să creeze modele de calculator care să grafică mișcările a aproape 1.400 de galaxii în decurs de 100 de milioane de ani-lumină și pe parcursul a 13 miliarde de ani (la doar 800 de milioane de ani după Big Bang). Așa cum Brent Tully, un astronom cu UH Institute of Astronomy și coautor la studiu, a explicat într-un comunicat de presă UH:
„Pentru prima dată, nu doar vizualizăm structura detaliată a Superclusterului nostru local de galaxii, ci vedem cum s-a dezvoltat structura de-a lungul istoriei universului. O analogie este studiul geografiei actuale a Pământului din mișcarea tectonicii plăcilor. "
Ceea ce au descoperit a fost că modelele lor se potrivesc bine curgerii vitezei actuale, ceea ce înseamnă că structurile și vitezele pe care le-au observat în modelele lor se potrivesc cu ceea ce a fost observat de la galaxii în zilele noastre. De asemenea, au stabilit că în zona de spațiu pe care au cartografiat-o, principalul atractiv gravitațional este Virgo Cluster - care este situat la aproximativ 50 de milioane de ani lumină și conține între 1300 și 2000 de galaxii.
Mai mult decât atât, studiul lor a indicat că mai mult de o mie de galaxii au căzut în clusterul Virgo în ultimii 13 miliarde de ani, în timp ce toate galaxiile din 40 de milioane de ani-lumină ale clusterului vor fi în cele din urmă capturate. În prezent, Calea Lactee se află chiar în afara acestei zone de captare, dar atât Calea Lactee cât și Galaxia Andromeda sunt destinate să se îmbine în următorii 4 miliarde de ani.
Odată ce o vor face, soarta galaxiei masive rezultate va fi similară cu restul galaxiilor din zona de studiu. Aceasta a fost o altă abordare a studiului, unde echipa a stabilit că aceste evenimente de fuziune sunt doar o parte dintr-un model mai mare. Practic, în zona de spațiu observată, există două modele de fluxuri majore. În cadrul unei emisfere din această regiune, toate galaxiile - inclusiv Calea Lactee - se derulează spre o singură foaie plană.
În același timp, fiecare galaxie pe întregul volum de spațiu se îndreaptă către atracții gravitaționale care sunt situate mult dincolo de zona de studiu. Ei au stabilit că aceste forțe exterioare nu sunt altele decât Centaurus Supercluster - un grup de sute de galaxii, situate la aproximativ 170 de milioane de ani lumină distanță în constelația Centaurus - și Marele Atractor.
Marele Atractor este situat la 150 de milioane de ani lumină și este o regiune misterioasă care nu poate fi văzută din cauza locației sale (pe partea opusă a Căii Lactee). Cu toate acestea, de zeci de ani, oamenii de știință au știut că galaxia noastră și alte galaxii din apropiere se îndreaptă spre ea. Regiunea este, de asemenea, nucleul Laniakea Supercluster, o regiune care se întinde pe mai mult de 500 de milioane de ani-lumină și conține aproximativ 100.000 de galaxii mari.
Pe scurt, în timp ce Universul se află într-o stare de expansiune, dinamica galaxiilor și a grupurilor de galaxii indică faptul că încă gravitează în structuri mai strânse. În cartierul nostru cosmic, principalul atractor este clar Clusterul Virgo, care afectează toate galaxiile pe o rază de 40 de milioane de ani lumină. Dincolo de acest lucru, Centaurus Supercluster și Marele Atrăgător (ca parte a Laniakea Supercluster) sunt cele care se trag de șirurile noastre.
Graficând acest proces de atracție care a avut loc în ultimii 13 miliarde de ani, astronomii și cosmologii sunt capabili să vadă cum a evoluat Universul nostru de-a lungul majorității istoriei sale. Cu timpul și instrumente îmbunătățite care sunt capabile să privească și mai adânc în cosmos (cum ar fi Telescopul spațial James Webb), este de așteptat să putem sonda chiar mai departe spre începutul cosmosului.
Graficul modului în care Universul nostru s-a schimbat de-a lungul timpului nu doar confirmă modelele noastre cosmologice și verifică teoriile predominante despre modul în care materia se comportă pe cea mai mare scară (adică Relativitatea generală). De asemenea, permite oamenilor de știință să prezică viitorul Universului nostru cu un grad corect de certitudine, modelând modul în care galaxiile și supercluzorii se vor reuni în cele din urmă pentru a forma structuri și mai mari.
Echipa a creat, de asemenea, un videoclip care arată rezultatele studiului lor, precum și un model interactiv care să permită utilizatorilor să examineze cadrul de referință din mai multe puncte de vedere. Asigurați-vă că consultați videoclipul de mai jos și accesați pagina UH pentru a accesa modelul lor interactiv.
