Hercules–Corona Borealis -suurmuuri — maailmankaikkeuden suurin galaksimuuri

Hercules–Corona Borealis -suurmuuri: maailmankaikkeuden suurin galaksimuuri, noin 10 miljardia valovuotta pitkä, löydetty gammasäteilypurkauksista — lue hämmästyttävä löytö.

Hercules-Corona Borealis -suurmuuri on maailmankaikkeuden suurin tunnettu superrakenne.

Se on valtava galaksijoukko, joka muodostaa jättimäisen levymäisen kuvion. Sen arvioidaan olevan noin 10 miljardia valovuotta pitkä, 7,2 miljardia valovuotta leveä ja lähes miljardi valovuotta paksu. Suurmuuri sijaitsee noin 10 miljardin valovuoden etäisyydellä Herkuleksen ja Corona Borealiksen tähdistöjen suunnalla, mistä sen nimi on peräisin.

Löytö ja mittausmenetelmä

Suurmuuri löydettiin marraskuussa 2013 kartoittamalla gammasäteilypurkauksia (gamma-ray bursts, GRB). Nämä purkaukset ovat kaukana sijaitsevien massiivisten tähtien erittäin kirkkaita räjähdyksiä ja kuuluvat maailmankaikkeuden voimakkaimpiin tapahtumiin. Tyypillinen purkaus voi vapauttaa alle sekunnin kymmenesosassa enemmän energiaa kuin Aurinko tuottaa koko 10 miljardin vuoden elinkaarensa aikana.

Gammasäteilypurkaukset ovat harvinaisia: tyypillisessä galaksissa tapahtuu vain yksi muutaman miljoonan vuoden välein. Niiden syntyyn tarvitaan erittäin massiivisia tähtiä, joten purkausten esiintymistiheys kertoo myös aineen ja galaksien paikallisesta runsaudesta. Vuosien 1997–2012 aikana tähtitieteilijät hyödynsivät robottisatelliitteja, kuten Swift ja Fermi, jotka etsivät GRB-tapahtumia ja mittaavat niiden punasiirtymiä. Kartoituksessa havaittiin, että 14 gammasäteilypurkausta sijaitsi samankaltaisilla punasiirtymillä ja hyvin lähekkäin taivaalla — tämä viittaa siihen, että kyseisessä suunnassa on poikkeuksellisen suuri tiheä alue galakseja ja muuta ainetta.

Miksi rakenne on merkittävä

Vertailun vuoksi mainittakoon, että Linnunradan halkaisija on vain noin 100 000 valovuotta, ja Linnunradan ja Andromedan välinen etäisyys on noin 2,5 miljoonaa valovuotta. Aikaisemmin tunnettuja suuria rakenteita ovat muun muassa Huge-LQG (Huge Large Quasar Group), jonka pituus on arviolta noin 4 miljardia valovuotta. Hercules–Corona Borealis -suurmuuri on näihin verrattuna poikkeuksellisen valtava.

Kosmologiset ja teoreettiset ristiriidat

Hercules–Corona Borealis -suurmuuri herättää kysymyksiä kosmologisesta periaatteesta, jonka mukaisesti maailmankaikkeus on suuressa mittakaavassa homogeeninen ja isotrooppinen — toisin sanoen erilaiset kohdat universumissa näyttävät suurissa mittakaavoissa suunnilleen samalta. Useiden arvioiden mukaan homogeenisuuden odotettu mittakaava on luokkaa 250–300 miljoonaa valovuotta, ja rakenteiden maksimikoossa on ehdotettu olevan noin 1,2 miljardia valovuotta. Tämä tarkoittaa, että rakenteiden ei pitäisi olla paljon tätä suurempia, jos aineen jakauma juontuu alkuräjähdyksestä kehittyneestä satunnaisesta tiheysvaihtelusta.

Hercules–Corona Borealis -suurmuuri on arviolta jopa kahdeksan kertaa tätä rajaa suurempi, mikä on ristiriidassa yksinkertaisen tulkinnan kanssa kosmologisesta periaatteesta ja vallitsevista rakenteiden muodostumista kuvaavista teorioista.

Ajallinen ongelma

Suurmuuri on noin 10 miljardin valovuoden etäisyydellä, joten näemme sen sellaisena kuin se oli noin 10 miljardia vuotta sitten. Maailmankaikkeuden ikä on noin 13,8 miljardia vuotta, mikä jättää suhteellisen vähän aikaa niin valtavan rakenteen muodostumiselle gravitaation ja aineen kasaantumisen kautta nykyisten ΛCDM-mallien mukaan. Tämän vuoksi tutkijat, myös rakenteen löytöön osallistunut Istvan Horvath, ovat todenneet, että he eivät täysin ymmärrä, miten näin suuri, selkeästi erottuva rakenne olisi voinut syntyä annetussa ajassa.

Vaihtoehtoiset selitykset ja tieteellinen keskustelu

• Tilastollinen harha tai otantavirhe: GRB-aineisto on vielä melko suppea, ja pienten otantakokojen sekä valikoitumisvaikutusten vuoksi poikkeama voi johtua sattumasta tai havainnoinnin rajoituksista.
• Observaatiokorrelaatiot ja instrumenttivaikutukset: Satelliittien havaintokyky, havaintoaikaikkunan kattavuus ja punasiirtymien mittaustarkkuus voivat vaikuttaa tulkintaan tulosten tilastollisesta merkittävyydestä.
• Todellinen kosmologinen anomaliteetti: Jos rakenne todellakin on olemassa sellaisena kuin alun perin raportoitiin, se voi viitata tarvittaviin muutoksiin kosmologiseen malliin tai arvioihin universumin varhaisesta aineen jakaumasta.
• Jatkotutkimusten tarve: Useat myöhemmät tutkimukset ovat kyseenalaistaneet alkuperäisen väitteen merkittävyyden tai ehdottaneet, että ilmiö voi osittain selittyä valintavaikutuksilla. Toisaalta jotkin havainnot ja analyysit eivät sulje pois laajojen epäsäännöllisyyksien mahdollisuutta suurilla mittakaavoilla.

Seuraukset ja avoimet kysymykset

Jos Hercules–Corona Borealis -suurmuuri on todellinen ja laajuudeltaan alkuperäisten arvioiden mukainen, sillä olisi merkittäviä seurauksia kosmologialle: se pakottaisi tarkistamaan, millä mittakaavalla universumi on homogeeninen, ja se voisi antaa uusia viitteitä varhaisen maailmankaikkeuden olosuhteista ja rakenteiden kasvunopeudesta. Toistaiseksi rakenne on kuitenkin yhä tutkijoiden keskuudessa kiistanalainen aihe, ja sen lopullinen luonne selviää vasta laajempien havaintoaineistojen, paremman tilastollisen analyysin ja vertailevien tutkimusten myötä.

Yhteenvetona: Hercules–Corona Borealis -suurmuuri on yksi havaituista suurista kosmisista rakenteista, joka herättää tärkeitä kysymyksiä maailmankaikkeuden homogeenisuudesta ja rakenteiden muodostumisesta. Sen olemassaolo ja merkitys ovat edelleen aktiivisen tutkimuksen kohteena.

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mikä on Hercules-Corona Borealis -suurmuuri?

K: Miten se löydettiin?

K: Miten tämä rakenne vertautuu muihin rakenteisiin?

Kysymys: Minkä teorian kanssa tämä on ristiriidassa?

Kysymys: Miksi sen olemassaolo on edelleen mysteeri?

Kysymys: Mikä ajatus viittaa siihen, että alkuräjähdys saattaisi osoittautua vääräksi tämän uskomattoman kosmisen rakenteen vuoksi?

Hae kirjaimella