Překvapivý objev: Skupiny galaxií se skrývají i v nejprázdnějších oblastech vesmíru
InovacePředstavte si, že stojíte na nejprázdnějším místě, které vesmír nabízí – v rozsáhlém kosmickém oceánu, jehož překonání světlem trvá desítky milionů let. A přesto zde najdete společnost.
Představte si, že stojíte na nejprázdnějším místě, které vesmír nabízí – v rozsáhlém kosmickém oceánu, jehož překonání světlem trvá desítky milionů let. A přesto zde najdete společnost. Právě tato záhada stojí za novou studií, která vychází z průzkumu Calar Alto Void Integral field Treasury surveY (CAVITY) a byla zveřejněna na preprintovém serveru arXiv.
Tyto prázdnoty, neboli „voidy“, jsou obrovské pouště vesmíru. Jsou to místa, kde se hmota, kterou naše modely kosmologické struktury předpovídají, pod jemným, ale neúprosným gravitačním tahem přesunula směrem ke stěnám a vláknům, které je obklopují. Pouště však nikdy nejsou dokonale pusté a astronomové dlouho tušili, že i v těch nejopuštěnějších oblastech se stále shlukují roztroušené galaxie.
Aby tým zjistil, jak se tyto galaxie organizují, aplikoval na dobře definovaný vzorek galaxií v prázdnotách, nacházejících se v blízkosti (do 0,08 v rudém posuvu), algoritmus známý jako „friends-of-friends“. Tato metoda funguje podobně jako sledování souhvězdí – jakékoli dvě galaxie, které jsou dostatečně blízko a pohybují se dostatečně podobně, jsou spojeny, a řetězce takových spojení vytvářejí skupinu.
Při aplikaci na celý vzorek galaxií v prázdnotách algoritmus identifikoval 1 367 vázaných skupin, které dohromady čítaly 3 040 galaxií. Vedle nich existovala mnohem větší populace 14 672 osamělých galaxií bez blízkých sousedů. Pro srovnání tým vytvořil kontrolní vzorek galaxií nacházejících se mimo prázdnoty i husté kupy, a kontrast je zarážející. Zatímco většina galaxií v prázdnotách – 59 % z nich – se ukázala jako osamělé, 60 % galaxií z kontrolního vzorku patřilo do skupiny. Zdá se, že prázdnoty skutečně odrazují od shlukování.
Tam, kde se skupiny v prázdnotách formují, tým změřil, jak pevně jsou vázané a dynamicky usazené. Použili k tomu vlastnosti, jako je velikost oblasti, kterou zabírají, rychlost pohybu jejich členů vůči sobě navzájem a doba, za kterou by člen skupinu překročil. Nejhustší nalezené skupiny v prázdnotách obsahovaly pouhých šest galaxií, což je skutečně skromné ve srovnání s přeplněnými kupami a vlákny, které dominují hustším částem vesmíru.
Ještě výmluvnější je, že skupiny v prázdnotách bývají volné a mladé ve svém dynamickém stavu. Spíše než by se usadily do dobře promíchaných, gravitačně uvolněných systémů, které jsou pozorovány jinde, teprve hledají své místo. A kupodivu, bohatost skupiny (počet galaxií) nevykazuje žádnou závislost na tom, jak prázdná je okolní prázdnota, protože hluboká prázdnota může hostit skupinu stejně snadno jako mělká.
Z těchto zjištění vyplývá obraz prázdnot ne jako jednotně prázdných míst, ale jako oblastí, kde se gravitace stále jemně a neúplně snaží shlukovat galaxie dohromady. Vznikají tak spíše volná, raná shromáždění než zralé komunity. Jak průzkumy jako CAVITY pronikají hlouběji do těchto tichých koutů vesmíru, pomalu odhalují, že i ty nejprázdnější vesmírné prázdnoty mají své řídké, avšak poněkud společenštější kouty.