Astronomowie zlokalizowali gigantyczną strukturę, jedną z największych w znanym nam Wszechświecie. Ściana Bieguna Południowego, bo tak ją nazwano, rozciąga się na 1,4 miliarda lat świetlnych i zawiera setki tysięcy galaktyk. Do tej pory ukrywała się przed nami w obszarze zasłoniętym z perspektywy Ziemi, przez Drogę Mleczną.
Mapowanie Wszechświata nie jest takie proste. Obecna technologia pozwala nam obserwować obiekty znajdujące się w odległości kilkudziesięciu miliardów lat świetlnych, ale generowanie trójwymiarowych map przestrzeni z perspektywy naszego punktu obserwacyjnego, czyli z perspektywy Ziemi, wciąż stanowi poważne wyzwanie. Astronomowie opracowali techniki wykrywania i mapowania obiektów, których nie mogą zobaczyć bezpośrednio i to te wysiłki doprowadziły do ujawnienia masywnej, kosmicznej struktury, nazwanej Ścianą Bieguna Południowego.
Międzynarodowy zespół naukowców poinformował o odkryciu Ściany Bieguna Południowego w artykule opublikowanym w czasopiśmie „The Astrophysical Journal”. Odkrycia dokonano na podstawie danych pokazujących ruch galaktyk w przestrzeni kosmicznej widocznej z Ziemi.
Wielkie struktury we Wszechświecie
Galaktyki nie są po prostu rozrzucone losowo po całym Wszechświecie. Gromadzą się w większe grupy wzdłuż masywnych włókien wodoru i oddzielone są gigantyczną, niemal pustą przestrzenią. Struktury te rozciągają się na setki milionów lat świetlnych. Są to największe struktury w znanym nam Wszechświecie.
Odkryta właśnie Ściana Bieguna Południowego porównywana jest swoimi rozmiarami do Wielkiej Ściany Sloan, szóstej co do wielkości strukturze w znanym nam Wszechświecie. Inne zidentyfikowane podobne struktury to chociażby Wielka Ściana Herkules-Korony Północnej – największa struktura we Wszechświecie, rozciągająca się na ponad 10 miliardów lat świetlnych – 10 proc. obserwowanego Wszechświata.
Struktury te, gromady i supergromady galaktyk, które zawierają, łączą się w tzw. kosmiczną sieć. Zmapowanie jej jest jednym z głównych celów kosmologii. Powiedziałoby nam to nie tylko o strukturze Wszechświata i jego wnętrzu, ale mogłoby również pomóc nam lepiej zrozumieć, w jaki sposób Wszechświat powstał i jak ewoluował w czasie.
Ściana Bieguna Południowego
Dlaczego to odkrycie jest wyjątkowe? Bo ta ogromna struktura est tak blisko. Ściana Bieguna Południowego znajduje się w odległości zaledwie pół miliarda lat świetlnych. W rzeczywistości jest to też jeden z powodów, dla których tak trudno było ją znaleźć – znajduje się tuż za galaktyką Drogi Mlecznej, w miejscu, gdzie jasność galaktyki nie pozwala na dokładne obserwacje.
Odkrycia dokonał Daniel Pomarède z Uniwersytetu Paris-Saclay wraz z zespołem R. Brenta Tully'ego z Uniwersytetu Hawajskiego.
– Można się zastanawiać, jak tak duża i niezbyt odległa struktura pozostała niezauważona. Wynika to z jej położenia w rejonie nieba, który nie został całkowicie zbadany i gdzie bezpośrednie obserwacje są utrudnione przez widoczne na pierwszym planie świecące obłoki galaktycznego pyłu – powiedział Pomarède dodając, że struktura została znaleziona dzięki wpływowi grawitacyjnemu, jaki wywiera na otaczający ją Wszechświat.
Przesunięcie ku czerwieni
Zamiast próbować bezpośrednio zobaczyć zasłonięty obszar, naukowcy wykorzystali dane z poprzednich badań, aby określić ruch odległych galaktyk, które mogli zobaczyć. Wzięli pod uwagę, jak szybko galaktyki oddalają się od Ziemi, a także siły grawitacyjne działające na nie z innych kierunków. Uzyskana w ten sposób mapa ujawniła kolosalne zagęszczenie masy.
Jak przyznał Pomarède, kosmografowie zazwyczaj określają odległość do obiektów za pomocą przesunięcia ku czerwieni, prędkości, z jaką dany obiekt oddala się od nas. Zjawisko to jest związane z nieustającym rozszerzaniem się Wszechświata. Im dalej znajduje się obiekt, tym szybciej zdaje się on oddalać od Ziemi. Obserwacji tych po raz pierwszy dokonał Edwin Hubble w 1929 roku.
Ale Pomarède i jego koledzy zastosowali nieco inną technikę. Zespół przeprowadził obserwacje przesunięcia ku czerwieni w ramach swoich badań nieba, ale dodał także pomiary prędkości niektórych galaktyk, co ilustruje ich wzajemne oddziaływania grawitacyjne. Ta technika może pomóc dostrzec niewidzialne i chociaż jest zwykle używana do badania ciemnej materii, może także uwidocznić masywne obiekty przesłonięte jasnym światłem. Korzystając z tych danych, naukowcy byli w stanie po raz pierwszy zidentyfikować Ścianę Bieguna Południowego.
Dzięki zastosowaniu algorytmów przyglądających się osobliwemu ruchowi w galaktykach, zespół był w stanie wykreślić trójwymiarowy rozkład materii wewnątrz i wokół niewidocznej z Ziemi strefy. Powstała mapa pokazała ogromną strukturę znajdującą się mniej więcej na środku południowego bieguna nieba z wielkim skrzydłem rozchodzącym się z jednej strony na północ w kierunku gwiazdozbioru Wieloryba, a drugim ramieniem rozciągającym się w kierunku konstelacji Ptaka Rajskiego.
Źródło: Live Science, fot. D. Pomarede, R. B. Tully, R. Graziani, H. Courtois, Y. Hoffman, J. Lezmy . Na zdjęciu wizualizacja przedstawiająca Ścianę Bieguna Południowego w pobliżu najbardziej wysuniętej na południe części nieba
