Gandrīz gadsimta garumā astronomi ir sapratuši, ka Visums atrodas paplašināšanās stāvoklī. Tās ir vispārējās relativitātes sekas, un tās palielināšanās ātrums ir pazīstams kā Habla konstante - nosaukta pēc cilvēka, kurš pirmo reizi pamanīja šīs parādības. Tomēr astronomi ir arī iemācījušies, ka, izturot Visuma lielizmēra struktūras, arī galaktikas un kopas ir pārvietojušās tuvāk un viena pret otru.
Gadu desmitiem astronomi ir centušies izsekot, kā šīs kustības ir notikušas kosmiskās vēstures gaitā. Pateicoties starptautiskās astronomu komandas centieniem, ir izveidota visdetalizētākā līdz šim redzētā galaktiku orbītu karte, kas atrodas Jaunavas superklasterā. Šī karte ietver gandrīz 1400 galaktiku pagātnes kustības 100 miljonu gaismas gadu kosmosā, parādot, kā ir mainījusies mūsu kosmiskā apkārtne.
Pētījums, kurā sīki aprakstīts viņu pētījums, nesen parādījās Astrofizikas žurnāls ar nosaukumu “Vietējā superklases darbību dinamika”. Edvarda J. Šajana vadībā no Merilendas universitātes, komandā bija dalībnieki no UH Astronomijas institūta, Rača Fizikas institūta Jeruzalemē un Visuma Pamatlikumu Pētniecības institūta (IRFU) Parīzē.
Sava pētījuma veikšanai komanda izmantoja datus no CosmicFlow apsekojumiem - trīs pētījumu sērijas, kas aprēķināja kaimiņu galaktiku attālumu un ātrumu no 2011. līdz 2016. gadam. Šajos apsekojumos tika iesaistīti vairāki pētījuma grupas locekļi, kurus viņi pēc tam pārī ar citiem attāluma un gravitācijas lauka aprēķiniem, lai izveidotu Jaunavas superklases masveida plūsmas pētījumu.
No tā viņi varēja izveidot datoru modeļus, kas attēloja gandrīz 1400 galaktiku kustības 100 miljonu gaismas gadu laikā un 13 miljardu gadu laikā (tikai 800 miljoni gadu pēc Lielā sprādziena). Kā UH preses relīzē paskaidroja Brents Tulijs, UH Astronomijas institūta astronoms un pētījuma līdzautors:
“Pirmo reizi mēs ne tikai vizualizējam sava lokālā galaktiku superklases detalizētu struktūru, bet arī redzam, kā šī struktūra attīstījās Visuma vēsturē. Analoģija ir pašreizējās Zemes ģeogrāfijas izpēte no plātņu tektonikas kustības. ”
Viņi atklāja, ka viņu modeļi labi atbilst mūsdienu ātruma plūsmai, kas nozīmē, ka struktūras un ātrums, ko viņi novēroja savos modeļos, sakrīt ar to, kas mūsdienās novērots no galaktikām. Viņi arī noteica, ka viņu kartētās kosmosa zonas galvenais gravitācijas pievilcējs ir Jaunavu klasteris - tas atrodas apmēram 50 miljonu gaismas gadu attālumā un satur no 1300 līdz 2000 galaktikām.
Turklāt viņu pētījumā norādīts, ka vairāk nekā tūkstotis galaktiku ir iekritušas Jaunavu klasterī pēdējo 13 miljardu gadu laikā, kamēr visas galaktikas, kas atrodas 40 miljonu gaismas gadu laikā no kopas, galu galā tiks notvertas. Pašlaik Piena ceļš atrodas tieši ārpus šīs sagūstīšanas zonas, taču gan Piena ceļam, gan Andromedas galaktikai ir paredzēts saplūst nākamo 4 miljardu gadu laikā.
Kad viņi to izdarīs, izveidotās masīvās galaktikas liktenis būs līdzīgs pārējo galaktiku skaitam pētījuma apgabalā. Tas bija vēl viens pētījuma sākums, kurā komanda noteica, ka šie apvienošanās notikumi ir tikai daļa no lielāka modeļa. Būtībā kosmosa reģionā, ko viņi novēroja, ir divi visaptveroši plūsmas modeļi. Šī reģiona vienā puslodē visas galaktikas - ieskaitot Piena Ceļu - virzās uz vienu plakanu lapu.
Tajā pašā laikā katra galaktika visā kosmosa tilpumā virzās uz gravitācijas piesaistītājiem, kas atrodas tālu ārpus izpētes zonas. Viņi noteica, ka šie ārējie spēki nav nekas cits kā Kentauru superklases - simtu galaktiku kopums, kas atrodas aptuveni 170 miljonu gaismas gadu attālumā Kentauru zvaigznājā - un Lielais pievilcējs.
Lielais pievilcējs atrodas 150 miljonu gaismas gadu attālumā, un tas ir noslēpumains reģions, kuru tā atrašanās vietas dēļ nevar redzēt (Piena ceļa pretējā pusē). Tomēr gadu desmitiem zinātnieki ir zinājuši, ka mūsu galaktika un citas tuvējās galaktikas virzās uz to. Šis reģions ir arī Laniakea Supercluster kodols - reģions, kas aptver vairāk nekā 500 miljonus gaismas gadu un satur apmēram 100 000 lielu galaktiku.
Īsāk sakot, kamēr Visums atrodas paplašināšanās stāvoklī, galaktiku un galaktiku kopu dinamika norāda, ka tie joprojām ievelkas stingrākās struktūrās. Mūsu kosmiskajā apkārtnē galvenais pievilcējs acīmredzami ir Jaunavu klasteris, kas ietekmē visas galaktikas 40 miljonu gaismas gadu rādiusā. Papildus tam Centaurus superklases un Lielais pievilcējs (kā daļa no lielāka Laniakea Supercluster) vilina mūsu stīgas.
Diagrammējot šo pievilcības procesu, kas norisinājies pēdējos 13 miljardos gadu, astronomi un kosmologi spēj redzēt, kā mūsu Visums ir attīstījies lielākajā daļā savas vēstures. Ar laiku un uzlabotajiem instrumentiem, kas spēj ieskatīties vēl dziļāk kosmosā (piemēram, Džeimsa Veba kosmiskais teleskops), sagaidāms, ka mēs varēsim zondēt vēl vairāk atpakaļ uz kosmosa sākumu.
Grafiks, kā laika gaitā ir mainījies mūsu Visums, ne tikai apstiprina mūsu kosmoloģiskos modeļus un pārbauda dominējošās teorijas par to, kā matērija uzvedas lielākajā mērogā (t.i., vispārējā relativitāte). Tas arī ļauj zinātniekiem ar pietiekamu noteiktības pakāpi paredzēt mūsu Visuma nākotni, modelējot to, kā galaktikas un superklāsteri galu galā saiet kopā, veidojot vēl lielākas struktūras.
Komanda izveidoja arī videoklipu, kurā parādīti viņu pētījuma rezultāti, kā arī interaktīvu modeli, kas lietotājiem ļauj pārbaudīt atsauces ietvaru no vairākiem viedokļiem. Noteikti apskatiet zemāk esošo video un dodieties uz UH lapu, lai piekļūtu viņu interaktīvajam modelim.
