Zaobserwowano nieznaną supergromadę galaktyk ukrytą za Drogą Mleczną

Supegromady galaktyk to największe i najmasywniejsze struktury we Wszechświecie. Składają się z gromad galaktyk, czyli zbiorowisk setek lub tysięcy galaktyk. Ich rozmiary mogą osiągać nawet 200 milionów lat świetlnych. We Wszechświecie rozłożone są na kształt wielkiej kosmicznej sieci, tworząc „ściany” otaczające gigantyczne kosmiczne pustki. Najmasywniejszą znaną supergromadą w naszym lokalnym Wszechświecie jest Supergromada Shapleya, odkryta przez Harlowa Shapleya w 1930 roku. Jest ona oddalona od nas o 650 milionów lat świetlnych.

Inną, nieznaną do tej pory, dużą supergromadę galaktyk w gwiazdozbiorze Żagla, odkryła ostatnio grupa badawcza z RPA, Holandii, Australii i Niemiec, z udziałem polskiego astronoma pracującego w Holandii. Dzieli nas od niej dystans 800 milionów lat świetlnych, a na niebie zajmuje obszar większy niż Supergromada Shapleya.

Odkrycia dokonano na podstawie obserwacji spektroskopowych tysięcy galaktyk. W roku 2012 dzięki obserwacjom prowadzonym na teleskopie SALT w RPA (w którym Polska ma częściowy udział), odkryto osiem nieznanych gromad galaktyk znajdujących się w gwiazdozbiorze Żagla. Kolejne pomiary przy pomocy Anglo-Australijskiego Teleskopu (AAT) w Australii dały tysiące przesunięć ku czerwieni dla galaktyk i umożliwiły ocenę rozciągłości w przestrzeni całej struktury.

Dr Maciej Bilicki z Obserwatorium w Lejdzie (Holandia) zajmował się głównie teoretyczną częścią badań: szacowaniem zliczeń galaktyk i gęstości supergromady, a także jej wpływem na ruch Grupy Lokalnej, czyli najbliższego nam zgrupowania kilkudziesięciu galaktyk, do którego należy także Droga Mleczna.

Odkrycie istnienia dużej supergromady gromady galaktyk w naszym kosmicznym otoczeniu jest istotne w kontekście kosmologicznym. Tego typu wielkie koncentracje masy silnie oddziałują na swoje otoczenie w dużym obszarze.

"Pomimo sporej odległości od nas Supergromada w Żaglu może mieć znaczący wpływ na ruch Grupy Lokalnej. Mamy nadzieję, iż pozwoli rozwiązać zagadki obserwowanych ruchów galaktyk wokół nas" - mówi dr Bilicki.

Potwierdzenie istnienia Supergromady w Żaglu udało się uzyskać dopiero teraz, bowiem na niebie znajduje się częściowo za Drogą Mleczną. Jak tłumaczy polski astronom, przeszkodą w badaniu tego rejonu jest pył i gwiazdy z naszej Galaktyki, a im bliżej równika galaktycznego, tym skuteczniej odcinają one sygnał pozagalaktyczny, szczególnie w zakresie optycznym i ultrafioletowym, ale także w podczerwonym. Dodatkowo w pobliżu znajduje się jedno z najjaśniejszych źródeł promieniowania rentgenowskiego – pozostałość po supernowej w Żaglu – co skutecznie utrudnia lub wręcz uniemożliwia pomiary w zakresie rentgenowskim, używane do szukania gromad galaktyk.

Jak przypomniał dr Bilicki w rozmowie z PAP, naukowcy od co najmniej dekady podejrzewali, że coś istnieje we wspomnianym rejonie. Pierwsze wskazówki uzyskano ze zliczeń fotometrycznych z przeglądu podczerwonego 2MASS i ze skanów płyt fotograficznych. Dodatkowo analizy kosmicznych przepływów, takich jak ruch Grupy Lokalnej, sugerowały występowanie zgrupowania masy w tym rejonie. Niestety obszar ten nie był praktycznie wcale zbadany w trzech wymiarach, aż do opisywanej kampanii spektroskopowej. "A bez pomiarów spektroskopowych nie można było uzyskać potwierdzenia, że faktycznie znajduje się tam supergromada galaktyk" – mówi dr Bilicki.

Jakby mało było przeszkód natury kosmicznej, to realizacji badań nie ułatwiała ziemska przyroda. Gdy naukowcy otrzymali czas obserwacyjny na teleskopie AAT w 2013 roku, wielki pożar buszu uniemożliwił obserwacje i trzeba było czekać aż rok na ich wykonanie.

"Potem jeszcze było analizowanie danych i przekonanie siebie samych, że faktycznie nie jest to przypadkowe zgrupowanie niewielkiej ilości galaktyk, tylko faktycznie supergromada – na co mamy obecnie silne dowody. Choć wydaje się, że ostateczna weryfikacja jak duża jest to struktura, będzie możliwa dopiero dzięki obserwacjom radiowym neutralnego wodoru, instrumentami takimi jak MeerKAT czy ASKAP" dodaje dr Bilicki.

W publikacji naukowcy określają Supergromadę w Żaglu mianem Terra Incognita. Ten używany w kartografii łaciński termin oznacza "ziemię nieznaną", białą plamę na mapach. Badacze obrazowo porównują supergromadę do wielkiego, nieznanego kontynentu, który nauka dopiero zaczyna poznawać. Zapowiadają dalsze badania, aby poznać jak duża jest ta supergromada i ustalić jej znaczenie kosmologiczne.

Wyniki badań opisano w artykule, który ukaże się w czasopiśmie naukowym „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society – Letters”. Grupą badawczą kieruje prof. Renée C. Kraan-Korteweg z Uniwersytetu w Kapsztadzie.

PAP - Nauka w Polsce

cza/ zan/