Galaxie Mléčná dráha, která měří 100 000 až 180 000 světelných let (31 – 55 kiloparseků) v průměru a obsahuje 100 až 400 miliard hvězd, je tak obrovská, že to udivuje mysl. A přesto, pokud jde o strukturu vesmíru ve velkém měřítku, naše galaxie je pouhou kapkou v kýblu. Když se podíváme dále, astronomové si všimli, že galaxie tvoří kupy, které zase tvoří superkupy – tzv největší známé stavby ve Vesmíru.
Nadkupa, ve které naše galaxie sídlí, je známá jako Nadkupa Laniakea , která zabírá 500 milionů světelných let. Ale díky a nové studium tým indických astronomů právě identifikoval novou superkupu, která zahanbuje všechny dříve známé. Tato superkupa známá jako Saraswati má průměr přes 650 milionů světelných let (200 megaparseků), což z ní činí jednu z největších rozsáhlých struktur ve známém vesmíru.
Studie, která se nedávno objevila vThe Astrophysical Journalpod názvem ' Saraswati: Extrémně masivní supercluster o velikosti ~ 200 megapixelů ',provedli astronomové z Meziuniverzitní centrum pro astronomii a astrofyziku (IUCAA) a Indický institut vědeckého vzdělávání a výzkumu (IISER), s pomocí řady indických univerzit.
Distribuce galaxií ze Sloan Digital Sky Survey (SDSS) v superkupě Saraswati. Kredit: IUCAA
V zájmu své studie se tým spoléhal na data získaná společností Sloan Digital Sky Survey (SDSS), aby prozkoumala strukturu vesmíru ve velkém měřítku. V minulosti astronomové zjistili, že vesmír je hierarchicky sestaven, přičemž galaxie jsou uspořádány do kup, nadkup, vrstev, stěn a vláken. Ty jsou odděleny nesmírnými vesmírnými prázdnotami, které dohromady vytvářejí rozsáhlou „kosmickou pavučinu“ strukturu vesmíru.
Superkupy, které jsou největšími koherentními strukturami v kosmické síti, jsou v podstatě řetězce galaxií a galaktických kup, které se mohou protáhnout na stovky milionů světelných let a obsahovat biliony hvězd. Nakonec tým našel superkupu nacházející se asi 4 miliardy (1226 megaparseků) světelných let od Země – v souhvězdí Ryb – tedy 600 milionů světelných let na šířku a může obsahovat hmotnostní ekvivalent více než 20 milionů miliard sluncí.
Dali této superkupě jméno „Saraswati“, což je jméno staré řeky, která hrála důležitou roli při vzniku indické civilizace. Saraswait je také jméno bohyně, která je dnes v Indii uctívána jako strážkyně nebeských řek a bohyně vědění, hudby, umění, moudrosti a přírody. Tento nález byl obzvláště překvapivý, protože Saraswati byl starší, než se očekávalo.
V podstatě se superkupa objevila v datech SDSS tak, jak by se objevila, když byl vesmír zhruba 10 miliard let starý. Saraswati je tedy nejen jednou z největších dosud objevených superkup, ale její existence vyvolává některé vážné otázky ohledně našich současných kosmologických modelů. Převládající model kosmického vývoje v zásadě nepředpovídá, že by taková nadstavba mohla existovat, když byl vesmír starý 10 miliard let.
Diagram modelu Lambda-CDM, který ukazuje kosmický vývoj od Velkého třesku/doby inflace a následné rozpínání vesmíru. Kredit: Alex Mittelmann.
Tato teorie, známá jako model „Cold Dark Matter“, předpovídá, že malé struktury (tj. galaxie) se nejprve vytvořily ve vesmíru a poté se shromáždily do větších struktur. I když existují variace v rámci tohoto modelu, nikdo nepředpovídá, že něco tak velkého jako Saraswati mohlo existovat před 4 miliardami let. Z tohoto důvodu může objev vyžadovat, aby astronomové přehodnotili své teorie o tom, jak se vesmír stal tím, čím je dnes.
Zjednodušeně řečeno, superkupa Saraswati vznikla v době, kdy temná energie začala dominovat formování struktur a nahradila gravitaci jako hlavní sílu utvářející kosmický vývoj. Jak vysvětlil Joydeep Bagchi, výzkumník z IUCAA a hlavní autor článku, a spoluautor Shishir Sankhyayan (z IISER) v IUCAA tisková zpráva :
‘‘Byli jsme velmi překvapeni, když jsme spatřili tuto obří stěnu podobnou superkupu galaxií... Tato superkupa je jasně zasazena do velké sítě kosmických vláken sledovaných kupami a velkými dutinami. Dříve bylo hlášeno jen několik poměrně velkých superkup, například ‚Shapleyova koncentrace‘ nebo ‚Sloan Great Wall‘ v blízkém vesmíru, zatímco superkupa ‚Saraswati‘ je mnohem vzdálenější. Naše práce pomůže objasnit matoucí otázku; jak se tak extrémně rozsáhlé, výrazné zvýšení hustoty hmoty vytvořilo miliardy let v minulosti, když tajemná temná energie právě začala dominovat formování struktury.''
Objev této nejmasivnější superkupy jako takový může vrhnout světlo na to, jak a kdy hrála temná energie důležitou roli při vytváření superkupy. Otevírá také dveře dalším kosmologickým teoriím, které konkurují modelu CDM, což může nabídnout konzistentnější vysvětlení, proč by Saraswati mohla existovat 10 miliard let po velkém třesku.
Jedna věc je jasná myšlenka: tento objev představuje vzrušující příležitost pro nový výzkum kosmického formování a evoluce. A s pomocí nových přístrojů a pozorovacích zařízení se astronomové budou moci v nadcházejících letech blíže podívat na Saraswait a další superkupy a studovat, jak ovlivňují jejich kosmické prostředí.
Další čtení: IUCAA , The Astrophysical Journal