Nap: 2014-09-22

A galaxisok elrendeződésének és mozgásának újabb szeletére derül fény a Nature csütörtöki számának címlapsztorijában. A felfedezés közelebb visz néhány rejtély megoldásához, és tovább pontosítja helyünket a Világegyetemben.

Újabb sorral bővült kozmikus lakcímünk: a Földön, a Naprendszerben, a Tejútrendszerben, azon túl pedig a Laniakea szuperhalmazban élünk. A hawaii kutatók által feltérképezett gigantikus régió több mint 500 millió fényév széles, és 100 ezer nagyobb galaxist tömörít magába, így tökéletesen illik hozzá neve, amelynek jelentése végtelen mennyország. „Végre sikerrel körülhatároltuk azt a szuperhalmazt, amely otthont ad galaxisunknak” – mondja R. Brent Tully, a kutatás vezetője. „Az egész dolog nagyon hasonlít ahhoz, mint amikor felnövőben először döbbenünk rá, hogy szülővárosunk egy nagyobb egység, egy ország része, amely más államokkal határos.”

A szuperhalmazok, amelyek galaxishalmazok tömegéből állnak össze, az univerzum legnagyobb ismert struktúrái. Határaik megállapítása nem egyszerű feladat, mivel ezek a gigantikus szerkezeti egységek az anyag szálszerű nyúlványain keresztül egymással is összekapcsolódnak. A kozmoszról készült legnagyobb háromdimenziós térképek készítésekor (ilyen például a Sloan Digitális Égboltfelmérési Program, SDSS) a galaxisok helyét vöröseltolódásuk mértéke nyomán igyekeznek meghatározni a kutatók.

Tully és kollégái némileg más módszerhez folyamodtak, ugyanis a más galaxisok mozgására kifejtett hatásuk alapján igyekeztek megtalálni az egyes csillagrendszerek helyét a térképen. Alapesetben ez a metódus csak az univerzum hozzánk legközelebbi területein működhetne, ahol a helyi gravitációs hatások tőlünk észlelve túlszárnyalják a világegyetem tágulása okozta hatásokat. Távoli galaxisok esetén már közel sem ennyire egyértelmű a helyzet, Tully kutatócsoportja azonban egy új algoritmus segítségével új, eddig ismeretlen szabályszerűségeket tudott kimutatni a távoli csillagrendszerek mozgásában is.

Az adatok révén képesek voltak feltérképezni saját szuperhalmazunkat, és annak részletesebb szerkezetét is. A mérésekből kiderült például, hogy a Hydra, a Centaurus és a Norma galaxishalmazok közelében található nagy sűrűségű régió, a Nagy Mozgatónak (Great Attractor) is nevezett rejtélyes gravitációs anomália valóban alapvetően befolyásolja a szomszédos halmazok, köztük a nekünk otthont adó Virgo halmaz, és a benne található Lokális Galaxiscsoport mozgását is. A Nagy Mozgató egy gigantikus gravitációs kút, amely körülötte található galaxist és galaxishalmazt maga felé vonz, és feltehetően hasonló szerepet játszhat a Laniakea szuperhalmazban, mint a Tejútrendszer szívében található szupernehéz fekete lyuk.

Hol is van a Föld?

Az univerzumban az égitestek nem véletlenszerűen helyezkednek el, egyre több olyan szerkezeti összefüggésre derül fény, amely pontosítja ennek szabályait. A bolygók csillagok köré rendeződnek, a csillagok halmazokba tömörülnek, azok pedig galaxisokat alkotnak – ilyen a mi Tejútrendszerünk is, amely 200-400 milliárd csillagot foglal magába. Van tovább is, a Tejútrendszer nagyjából 30 társával együtt egy még nagyobb halmaznak, a Lokális Galaxiscsoportnak a tagja, amely pedig a Virgo halmaz (klaszter) része. Itt a rendszerezés okai megszakadnak: ez idáig úgy tűnt, hogy ezeket a klasztereket nem fogja össze semmi. A Hawaii Egyetem kutatói most felfedezték, hogy a minket körülvevő galaxisokat egy közös kolosszális erő is mozgatja, így azok még nagyobb szerkezeti egységnek is részei.

Az újonnan felfedezett Laniakea szuperklaszter nagyjából 100 000 galaxist tömörít magába, melyekben az a közös, hogy tekergőző mozgásukat a Nagy Mozgatónak nevezett láthatatlan tömeg irányítja. Láthatatlan, mert a Tejútrendszer takarja azt előlünk, így még mindig nem tudni pontosan, mi is lehet az. Ez a misztikus objektum lassan szívja maga felé csillagok és bolygók milliárdjait. Saját galaxisunk mozgásának és lokális szerkezetének meghatározása szempontjából kiemelten fontos a felfedezés: a Tejútrendszer alaposabb megismerésével megfejthetőek a távoli, közvetlenül nem megfigyelhető szerkezetek is – azaz egyre pontosabban, egyre távolabbra láthatunk.

Az univerzum körülöttünk lévő szegletének precíz feltérképezése pontosítja a kozmológiai állandó értékét is, így hozzásegíthet a feltételezett sötét energia sűrűségének megállapításához. Ez az energia a Világegyetem tágulásában játszhat kulcsszerepet, és egyfajta taszítóerőként a gravitáció ellen hat. A hawaii kutatók helyi nyelvükön nevezték el a szuperklasztert, melyben mi is keringünk: a Laniakea a lani (égbolt, vagy mennybolt) és az akea (mérhetetlen) szavakból tevődik össze, így jól érzékelteti a struktúra monumentális méreteit. Már elérhető a Nature videója a Laniakeáról és a Tejútrendszer benne elfoglalt helyéről.