Ғарышымыздың табиғатын түсіну үшін ондағы галактикалардың таралуының дәл картасы қажет. Ондаған жылдар бойы астрономдар аспанымыздағы Құс жолының тығыз шаң дискісінің артында үлкен бір нәрсе жасырынып жатыр деп күдіктенді. Галактикалардың қозғалысындағы жанама, әрең сезілетін бұрмаланулар анықталды, бұл түсіндірілмеген гравитациялық күштерді көрсетеді. Бірақ құрылымның өзі және оның өлшемі аспанның бақылау қиын бөлігінде жасырынып қалды.
Енді Оңтүстік Африканың MeerKAT радиотелескобын пайдаланып, астрономдар осы жасырын массаға назар аудара алды. Нәтижесі arXiv сайтында алдын ала басып шығару ретінде қолжетімді және жіберілді Астрономия және астрофизика журналы , Вела суперкластерінің бүгінгі күнге дейінгі ең егжей-тегжейлі кескінін білдіреді. Жақында ғана, 2016 жылы ашылған бұл алып галактика шоғыры шамамен 800 миллион жарық жылы қашықтықта орналасқан және шамамен 300 миллион жарық жылын қамтиды.
Вела суперкластер астрономияның ең қиын кедергілерінің бірі - қашу аймағынан тыс жерде орналасқан. Құс жолының тығыз жазықтығы көрінетін жарықты жауып тастайтын бұл аймақ аспанның бестен бір бөлігін жауып тұрады. Оптикалық телескоптар оны көре алмайды. «Вела бір түрлі елес болды», - дейді Кейптаун университетінің астрономия профессоры және жергілікті ғаламдағы ірі құрылымдар бойынша сарапшы Рене Краан-Кортевег. Краан-Кортевег Вела суперкластерін ашқан топты басқарды және осы мақаланың бірлескен авторы. «Біз оның бар екенін болжай алдық, бірақ оның толық көлемін анықтай алмадық».
2018 жылы ұшырылған MeerKAT ғарыш кемесі радиотолқындарды пайдалану арқылы бұл жағдайды өзгертеді. Шаң жұтатын жұлдыз жарығына сүйенудің орнына, ол 21 сантиметр толқын ұзындығындағы (радио диапазонында) бейтарап сутегінің шығарынды сызығын анықтайды - бұл сигнал шаң арқылы кедергісіз өтеді. Вела ауқымын зерттеу үшін осы ғарыш кемесін пайдалану революциялық болып шықты.
Құс жолы арқылы көрініс
MeerKAT телескопы Құс жолының артында жасырынған галактикалардағы әлсіз сутегі сигналдарын анықтай алады. Әрбір анықтаудың өзіндік ерекше «саусақ ізі» бар: сутегі сызығының жиілігі галактиканың рецессия жылдамдығына байланысты өзгереді — бұл құбылыс қызыл ығысу деп аталады. Рецессия жылдамдығы ғаламның кеңеюіне байланысты қашықтыққа байланысты болғандықтан, бұл ығысуды өлшеу бізге галактикаға дейінгі қашықтықты анықтауға мүмкіндік береді.
«Мыңдаған галактикалардағы бейтарап сутегі сызығын бақылау арқылы біз оның құрылымын үш өлшемде тиімді түрде қалпына келтіріп жатырмыз», - деп түсіндіреді Оңтүстік Африка радиоастрономия обсерваториясының радиоастрономы және жақында жүргізілген зерттеуге қатыспаған Родос университетімен байланысты зерттеуші Константинос Колокитас.
Зерттеу барысында бұрын байқалмаған 2000-нан астам галактика анықталды, бұл ғарыш карталарындағы бұрыннан бар олқылықты толтырды. Бастапқыда материяның әлсіз шоғыры ретінде көрінген нәрсе енді екі тығыз өзегі бар үлкен құрылымға айналды, олар үлкен гравитациялық жүйеде бір-біріне қарай қозғалуы мүмкін.
Ең бастысы, сутегі сигналы галактикалардың орналасқан жерін көрсетуден де көп нәрсе істейді. Ол галактика популяциясындағы сутегіні бақылағанымен, әсіресе салқын, тығыз газ резервуарларын - жаңа жұлдыздар пайда болатын шикізатты анықтауда тиімді. Осы тұрғыдан алғанда, карта тек заттың орналасқан жерін ғана емес, сонымен қатар болашақта жұлдыздардың пайда болуы үшін қолайлы жағдайлар пайда болуы мүмкін жерлерді де көрсетеді.
Жасырын ауыр салмақтағы
Вела картаға түсірілгеннен кейін, оның масштабын елемеуге болмайды. Құрылымның 30 миллион миллиард (3 x 10¹⁶) күн массасынан тұратын материалдан тұратыны есептеледі, бұл оны жақын маңдағы Әлемдегі ең үлкен белгілі құрылымдардың біріне айналдырады. Оның орасан зор гравитациялық әсері астрономдардың ғарыштық масштабтағы қозғалыс туралы түсінігін өзгертуде.
«Космологияда масса тағдырды анықтайды», - дейді Колокитас. «Мұндай құрылымдар гравитациялық бассейндерді, галактикаларды ішке қарай тартатын және үлкен ауқымды ағындарға әкелетін аймақтарды жасайды». Мұның біздің планетамыз үшін бастапқыда көрінгеннен әлдеқайда кең салдары бар.
Астрономдар жергілікті галактикалар тобының – Құс жолы, Андромеда және олардың серіктерінің – бүкіл ғаламды қамтитын ғарыштық микротолқынды фон сәулеленуіне қатысты ғарыш арқылы сағатына шамамен 1,3 миллион миль (2,2 миллион км/сағ) жылдамдықпен қозғалатынын бұрыннан біледі. Ұлы Тартушы және Шейпли Концентрациясы сияқты белгілі құрылымдардың гравитациялық тартылысы бұл қозғалыстың көп бөлігін түсіндіреді. Бірақ барлығы емес. Вела бұл жетіспейтін гравитациялық тартылыстың бір бөлігін қамтамасыз ететін сияқты.
Орналасуы мен массасының арқасында ол біздің галактикамыздың қозғалысына айтарлықтай үлес қосады, ғарыштық ағын модельдеріндегі ұзақ уақытқа созылған сәйкессіздікті шешуге көмектеседі.
Вела өзінің гравитациялық рөлінен басқа, біз зерттеген Әлемнің толық емес екенін көрсетеді.
Тарихи тұрғыдан алғанда, астрономдар көбінесе Айналу аймағын онша маңызды емес аймақ, маңыздылығы аз болуы мүмкін бос орын ретінде жанама түрде қарастырған. Вела бұл болжамға қарсы шықты. «Бұл жай ғана кішігірім түзету емес», - дейді Краан-Кортевег. «Біз ғаламдағы ең ірі белгілі түзілімдер масштабындағы, көзге көрінбейтін құрылымдар туралы айтып отырмыз».
Егер осындай құрылымдардың бірі ұзақ уақыт бойы байқалмай қалса, онда басқалары әлі де күтіп тұруы мүмкін.
Бұл 3D карта жергілікті ғаламдағы қондырмаларды көрсетеді. Әрбір құрылымды қоршап тұрған қисық аймақтар материя жиналатын «тоғандарды», ал түрлі-түсті сызықтар галактикалардың қозғалысын білдіреді. Авторлық құқық: Жером Лека, RSA Cosmos, Сен-Этьен, Франция (CC BY-ND 4.0)
Тереңірек бару
MeerKAT бақылаулары оңтүстік аспанда жүргізілген ең сезімтал бақылаулардың бірі болып табылады, бірақ олар тек болашақта болатын оқиғалардың алдын ала болжамы ғана. Алдағы Square Kilometer Massive (SKA) жобасы әлсіз галактикаларды анықтау және суперкластерлерді бүкіл ғаламға таралатын үлкен ғарыштық желіге қосатын жіңішке жіптерді бақылау арқылы радиотелескопиялық зерттеулерді тереңдетеді.
Егер MeerKAT телескопы Vela-ның өзегін анықтаса, SKA оның қазіргі анықтау мүмкіндіктерінен тыс одан да үлкен құрылымдармен қалай байланысқанын аша алады. Уақыт өте келе, астрономдар ақыры оны көруді үйренген кезде, аулақ болу аймағы жойылып кетуі мүмкін.
Тіпті жақсы зерттелген ғаламда да үлкен құрылымдар байқалмай қалуы мүмкін, және Веланың ашқан жаңалығы мұны дәлелдейді. Бұрын соқыр нүкте болған жер қазір аспанның ең ақпараттық аймақтарының біріне және біздің галактикаларымызды қоса алғанда, галактикалардың ғарышта қалай қозғалатынын түсінудің кілтіне айналды. Бұл тұрғыдан алғанда, бұл жаңалық картаға жай ғана тағы бір құрылым қосу емес. Бұл картаның өзін жетілдіру.
«Құс жолының артында жасырынған алып суперкластер табылды» атты мақала алғаш рет Astronomy Magazine журналында жарық көрді.