Появляется все больше доказательств того, что Вселенная привязана к гигантским структурам.
Ученые обнаруживают, что галактики могут перемещаться друг с другом на огромные расстояния и вопреки предсказаниям основных космологических моделей. Причина, по которой мы можем изменить все, что мы думаем о вселенной.
Млечный Путь, галактика, в которой мы живем, является одной из сотен миллиардов галактик, разбросанных по всей вселенной. Их разнообразие впечатляет: спирали, кольцевые галактики в форме звездных петель и древние галактики, которые затмевают практически все остальное во вселенной.
Но, несмотря на их различия и ошеломляющие расстояния между ними, ученые заметили, что некоторые галактики движутся вместе странным и часто необъяснимым образом, как будто они связаны огромной невидимой силой.
Галактики в пределах нескольких миллионов световых лет друг от друга могут гравитационно воздействовать друг на друга предсказуемым образом, но ученые наблюдают загадочные закономерности между отдаленными галактиками, которые выходят за пределы этих локальных взаимодействий.
Эти открытия намекают на загадочное влияние так называемых «крупномасштабных структур», которые, как следует из названия, являются крупнейшими известными объектами во вселенной. Эти тусклые структуры сделаны из газообразного водорода и темной материи и принимают форму нитей, листов и узлов, которые связывают галактики в обширной сети, называемой космической сетью. Мы знаем, что эти структуры имеют большое значение для эволюции и движения галактик, но мы едва поцарапали поверхность динамики корней, которая их движет.
Ученые стремятся приобрести эти новые детали, потому что некоторые из этих явлений бросают вызов самым фундаментальным представлениям о вселенной.
«Именно поэтому все постоянно изучают эти крупномасштабные структуры», - сказал Ноам Либескинд, космограф из Лейбниц-института астрофизики (AIP) в Германии. «Это способ исследования и ограничения законов гравитации и природы материи, темной материи, темной энергии и вселенной».
Почему далекие галактики движутся в унисон?
Галактики имеют тенденцию образовывать гравитационно связанные скопления, которые принадлежат еще большим сверхскоплениям. Например, космический адрес Земли в длинной форме должен учитывать, что Млечный Путь является частью Местной группы, банды из нескольких десятков галактик. Местная группа находится внутри сверхскопления Девы, содержащего более 1000 галактик.
В этих более «локальных» масштабах галактики часто связываются с вращениями, формами и угловыми скоростями друг друга. Иногда одна галактика даже ест другую, событие, известное как галактический каннибализм. Но некоторые галактики показывают динамические связи на расстояниях, слишком больших, чтобы объяснить их индивидуальные гравитационные поля.
Например, исследование, опубликованное в «Астрофизическом журнале» в октябре, показало, что сотни галактик вращаются синхронно с движениями галактик, которые были на расстоянии десятков миллионов световых лет.
«Это открытие является совершенно новым и неожиданным», - сказал в электронном письме ведущий автор статьи Джун Хеоп Ли, астроном Корейского института астрономии и космических наук. «Я никогда не видел ни одного предыдущего отчета о наблюдениях или каких-либо прогнозах из численного моделирования, в точности связанных с этим явлением».
Ли и его коллеги изучили 445 галактик на расстоянии 400 миллионов световых лет от Земли и заметили, что у многих из них, вращающихся в направлении к Земле, были соседи, которые двигались к Земле, в то время как у тех, которые вращались в противоположном направлении, соседи уходили от Земной шар.
«Наблюдаемая когерентность должна иметь определенную связь с крупномасштабными структурами, потому что невозможно, чтобы галактики, разделенные шестью мегапарсеками (примерно 20 миллионов световых лет), напрямую взаимодействовали друг с другом», - сказал Ли.
Ли и его коллеги предполагают, что синхронизированные галактики могут быть встроены вдоль одной и той же крупномасштабной структуры, которая очень медленно вращается в направлении против часовой стрелки. Эта основополагающая динамика может вызвать определенную согласованность между вращением изучаемых галактик и движениями их соседей, хотя он предупредил, что потребуется гораздо больше исследований, чтобы подтвердить выводы и выводы его команды.
Хотя эта конкретная итерация странно синхронизированных галактик является новой, ученые наблюдают странные связи между галактиками на еще более ошеломляющих расстояниях. В 2014 году команда наблюдала любопытные расположения сверхмассивных черных дыр в ядрах квазаров, которые представляют собой древние сверхсветящиеся галактики, которые простираются на миллиарды световых лет.
Во главе с астрономом Дэмиена Хатсемекерса из Университета Льежа в Бельгии исследователи смогли наблюдать эту жуткую синхронность, наблюдая за вселенной, когда ей было всего несколько миллиардов лет, с помощью Очень большого телескопа (VLT) в Чили. Наблюдения зафиксировали поляризацию света от почти 100 квазаров, которую команда затем использовала для восстановления геометрии и выравнивания черных дыр в их ядрах.