Недалеко от Млечного Пути обнаружено расположение галактик в гигантском пузыре, и астрономы полагают, что это может быть пережитком ранней Вселенной.
Астрономы назвали скопление Хо'олейлана, гавайское имя, вдохновленное песнопением Кумулипо, повествующим о создании структуры во Вселенной.
Характеристики скопления позволяют предположить, что это нечто, известное как барионное акустическое колебание (БАО), окаменевшая акустическая волна, которая распространялась по ранней Вселенной, прежде чем застыть на месте.
Такие колебания можно найти по всей Вселенной. Но Хо'олейлана, расположенная на расстоянии всего 820 миллионов световых лет от Млечного Пути, ошеломила астрономов.
«Мы не искали его. Оно настолько огромно, что простирается до краев того сектора неба, который мы анализировали», — говорит астроном Брент Талли из Гавайского университета. «Как увеличение плотности галактик, это гораздо более сильная особенность, чем ожидалось. Очень большой диаметр в один миллиард световых лет превосходит теоретические ожидания. Если его формирование и эволюция соответствуют теории, это БАО ближе, чем ожидалось, подразумевая высокую скорость расширения Вселенной».
Открытие произошло из каталога Cosmicflows-4, составленного Талли и его коллегами. Исследователи измерили расстояния до 55 877 галактик в определенном секторе неба, используя восемь различных методик для получения самой точной карты. Только когда вы сможете определить, насколько далеко находятся галактики, закономерности их плотности начнут сходиться воедино.
Так исследователи увидели очень специфическую, шокирующе знакомую картину: кольцо диаметром около 1 миллиарда световых лет, в котором галактики кажутся более плотно сгруппированными, с плотным скоплением галактик в центре. Такова структура барионного акустического колебания.
Когда Вселенная была совсем молодой, она была заполнена горячей плотной плазмой, которая вела себя как жидкость. Война между внутренним притяжением гравитации и внешним давлением излучения породила сферические акустические волны, которые распространялись через плазму.
Когда Вселенная достигла возраста около 380 000 лет, она достаточно остыла, чтобы из частиц, которые свободно подпрыгивали, могли образоваться атомы. Внешняя рябь акустических волн прекратилась и застыла в виде областей более высокой плотности формирующейся материи с радиусом около 150 мегапарсеков, или около 490 миллионов световых лет. На самом деле это не кольца, а сферы; из-за перспективы они кажутся нам кольцами.
Эти структуры полезны по многим причинам. Например, они могут помочь нам измерить космические расстояния, поскольку мы точно знаем, насколько они велики. Они также могут помочь нам отслеживать расширение Вселенной. Но мы сможем найти их только в том случае, если сможем определить, как галактики группируются вместе.
«Я картограф группы, и трехмерное картирование Хо'олейланы помогает нам понять ее содержание и связь с окружающей средой», — говорит космограф Даниэль Помаред из CEA Париж-Сакле во Франции. «Это был удивительный процесс — построить эту карту и увидеть, как гигантская оболочка Хо'олейланы состоит из элементов, которые в прошлом считались одними из крупнейших структур Вселенной».
Некоторые из структур, которые являются частями Хо'олейланы, включают Пустоту Волопаса, сферическую область галактик с пониженной плотностью диаметром 400 миллионов световых лет; Великая стена Комы и Великая стена Слоана образуют части панциря; а сверхскопление Волопаса располагается почти в центре пузыря.
Поскольку пузырь больше, чем ожидалось для БАО, открытие Хо'олейланы предполагает, что Вселенная может расширяться быстрее, чем мы думали. Оценки обычно варьируются от 67 до 74 километров в секунду на мегапарсек; Хо'олейлана предполагает скорость расширения 76,9 километров в секунду на мегапарсек.
По словам исследователей, потребуются дальнейшие наблюдения и анализ, чтобы попытаться распутать этот увлекательный клубок.