CfA2 Suuri muuri — yli 500 miljoonaa valovuotta pitkä galaksien superrakenne
Tutustu CfA2 Suureen muuriin — yli 500 miljoonaa valovuotta pitkä galaksien superrakenne, löydetty 1989; sen mysteeri, pimeä aine ja universumin jättimäinen verkko.
Suuri muuri on yksi maailmankaikkeuden suurimmista tunnetuista superrakenteista.
Se on valtava galaksijoukko, joka sijaitsee etäisyyksillä, joissa punasiirtymä z on suunnilleen 0,02–0,03 (karkeasti noin 200 miljoonan valovuoden etäisyysluokka galakseista toisiinsa nähden). Suuri muuri muistuttaa pitkää, ohutta verkkofilamenttia: sen mitat ovat suunnilleen 500 miljoonaa valovuotta pituutta, 300 miljoonaa valovuotta leveyttä ja vain noin 15 miljoonaa valovuotta paksuutta. (500 miljoonaa valovuotta on noin 150 megaparsekia, 15 miljoonaa valovuotta noin 5 Mpc.) Muuri löydettiin vuonna 1989 analysoimalla punasiirtymätutkimusaineistoja, erityisesti niin kutsutun CfA2-redsifttikartoituksen tuloksia; löydön takana olivat tähtitieteilijät kuten Margaret Geller ja John Huchra.
Havainto ja rajoitteet
Suuren muurin tarkkaa jatkumoa on vaikea määrittää. Linnunradan galaktinen taso ja siihen liittyvä pöly ja kaasu peittävät suuren osan taivaasta (tunnetaan myös nimellä välttämisvyöhyke), joten emme voi nähdä kaikkia galakseja sen takaa. Tämä "vyöhyke" aiheuttaa havaintomuutoksia ja tekee mahdottomaksi todentaa, loppuuko muuri paikallisesti vai jatkuuko se pidemmälle, ehkä yhdistyäkseen muihin rakenteisiin.
Suuren muurin kaltaisten rakenteiden kartoittaminen perustuu punasiirtymämittauksiin: mittaamalla galaksien spektrien siirtymää kohti punaista voimme arvioida niiden etäisyyksiä ja piirtää kolmiulotteisen kartan galaksien jakautumisesta. Näin paljastuvat filamentit, seinämät ja tyhjät alueet (voidit) suurten mittakaavojen rakenteissa.
Rakenne ja synty
Nykyisen maailmankaikkeuden kehitysmallin (ΛCDM) mukaan suuret rakenteet kuten Suuri muuri muodostuvat pimeän aineen verkoston (cosmic web) muodostamien säikeiden ja solmukohtien pohjalta. Pimeä aine vetää puoleensa painovoimallisesti baryonista eli "normaalia" ainetta. Baryoninen aine tiivistyy näihin taakkoihin ja muodostaa tähtiä ja galakseja, jotka muodostavat havaittavan, pitkiä seinämiä muistuttavan rakenteen supergalaktisilla skaaloilla.
Suuri muuri sisältää useita tunnettuja galaksiklusteriryhmiä; esimerkiksi Coma-klusteri (Abell 1656) ja sitä ympäröivät rakenteet ovat osa tätä laajaa muodostelmaa. Vaikka Suuri muuri itsessään on huomattava, myöhemmät kartoitukset ovat löytäneet vielä suurempia tai pidempiä rakenteita (esimerkiksi Sloan Great Wall), joten "suurin tunnettu" riippuu aina havaintojen kattavuudesta ja analyysin tarkkuudesta.
Merkitys kosmologialle
Suuri muuri auttoi 1980–1990-lukujen vaihteessa muuttamaan käsitystämme maailmankaikkeuden suuressa rakenteesta: galaksit eivät jakautu tasaisesti vaan muodostavat selvästi erottuvia rakenteita ja tyhjiöitä. Aluksi löytyminen synnytti kysymyksiä kosmologisen homogeneiteetin skaalasta — kuinka suurilla alueilla universumi on tilastollisesti tasalaatuinen. Nykyinen näkemys on, että Suuri muuri ja vastaavat rakenteet ovat odotettavissa ΛCDM-mallissa; ne eivät kuitenkaan tarkoita, että kaikki alueet olisivat samanlaisia, ja tutkimus jatkuu, jotta ymmärretään paremmin massajaon ja galaksien muodostumisen yksityiskohtia.
Suuri muuri on siis konkreettinen esimerkki siitä, miten pimeä aine ja baryoninen aine yhdessä muodostavat maailmankaikkeuden suurimittakaavaisia rakenteita. Sen tutkiminen jatkuu laajemmilla ja syvemmillä redshift-kartoituksilla sekä simulaatioilla, jotka pyrkivät yhdistämään havaittavat galaksijakaumat kosmologiseen malliin.
Suuri muuri sisältää Coma- ja Hercules-superjoukot.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on suuri muuri?
V: Suuri muuri on yksi suurimmista tunnetuista superrakenteista maailmankaikkeudessa, joka on valtava galaksien ryhmä noin 200 miljoonan valovuoden päässä.
Q: Kuinka pitkä Suuri muuri on?
V: Suuri muuri on yli 500 miljoonaa valovuotta pitkä.
K: Kuinka leveä Suuri muuri on?
V: Suuri muuri on 300 miljoonaa valovuotta leveä.
K: Kuinka paksu Suuri muuri on?
V: Suuri muuri on vain 15 miljoonaa valovuotta paksu.
K: Miten Suuri muuri löydettiin?
V: Suuri muuri löydettiin vuonna 1989 punasiirtymätutkimustietojen perusteella.
K: Miksi on mahdotonta selvittää, loppuuko muuri vai jatkuuko se edelleen?
V: Näkymämme Suuren muurin päähän on estetty Linnunradan galaktisella tasolla, joka peittää tähtitieteilijöiden näkymän. Tätä aluetta kutsutaan välttämisvyöhykkeeksi.
K: Mikä on maailmankaikkeuden kehityksen standardimalli?
V: Maailmankaikkeuden evoluution standardimallissa Suuren muurin kaltaiset rakenteet muodostuvat pimeän aineen verkkomaisia säikeitä pitkin ja seuraavat niitä, mikä määrää maailmankaikkeuden rakenteen kaikkein suurimmassa mittakaavassa. Pimeä aine vetää painovoimaisesti puoleensa baryonista ainetta, ja juuri tämän "normaalin" aineen tähtitieteilijät näkevät muodostavan supergalaktisten klustereiden pitkiä, ohuita seinämiä.
Etsiä