Laniakea - superparv, mida meie galaktika võib oma koduks nimetada
Astronoomid, analüüsides galaktikate kolmemõõtmelist jaotust ning nende kiiruseid, on avastanud, et meie kodugalaktika on osa palju suuremast senitundmatust süsteemist – Laniakea superparvest.
Kosmoloogia üheks suurimaks läbimurdeks võib pidada avastust, kuidas galaktikad ja aine on Universumis jaotunud. Hoolimata suurtest pingutustest, mis on tehtud meie lähiümbruse kaardistamiseks, ei ole senini detailset ülevaadet suureskaalalisest struktuurist, milles Linnutee galaktika asub. R. Brent Tully ja kaasautorid ajakirja Nature veergudel analüüsisid just viimast probleemi ning kaardistasid detailselt Universumi meie ümber. Nende analüüs näitab, et Linnutee on osa palju suuremast süsteemist kui senini arvatud. Nad nimetavad seda süsteemi Laniakea superparveks.
Tully ja kaasautorite artikliga käib kaasa ilus video, mis annab detailse ülevaate meie superparvest ning teda ümbritsevatest struktuuridest.
Galaktikad ei ole Universumis jaotunud ühtlaselt, leidub nii galaktikarikkaid piirkondi nagu galaktika grupid ja parved ning vaesemaid regioone – kosmilisi tühikuid. Galaktikaparvi ühendavad omavahel galaktikatest moodustunud ahelad ehk filamendid, mis seovad parved veelgi suuremasse kärgstruktuuri. Sellise võrgustiku sees võib leida piirkondi, kus parved, grupid ja filamendid on koodunud tihedamalt kokku ning moodustavad galaktikate superparvi. Superparvede täpsem definitsioon on siiani olnud ebatäpne ning ei ole olnud selge, kuhu tõmmata piir kahe superparve vahele.
Sellele probleemile pakuvad lahenduse Tully ja kolleegid, analüüsides Cosmicflows-2 andmeid. Cosmicflows-2 on galaktikate kataloog, mille andmebaasi kuulub info üle 8000 galaktika tegeliku kauguse ja pekuliaarkiiruse (kiirus lokaalse taustsüsteemi suhtes) kohta. Kuni 100 megaparseki (326 miljonit valgusaastat) raadiuses on mõõtmistulemusi mahukalt, kusjuures selline taeva katvuse tihedus on saavutatud esmakordselt. Autorid kasutasid kavalat matemaatilist meetodit (Wieneri filtreerimine), et teisendada andmed galaktikate ruumjaotusest ja pekuliaarkiirustest aine jaotuse kaardiks. Selline tehnika laseb peale aine jaotuse arvutada ka aine dünaamilised omadused ehk kiirusvälja.
Nii on Tully ja kolleegid esmakordselt defineerinud superparve mõiste. Nad tõmbavad superparvede piirid sealt, kus toimub kiirusväljade suundade lahknemine. Superparveks võib niisiis nimetada ruumi, kus kiirusvälja voolujooned on koondunud ühise tõmbepunkti poole, moodustades justkui hiiglasliku nõo, mida mööda veenired alla voolavad. Ka üksteise lähedal asuvad galaktikad võivad liikuda vastassuundades, kumbki naabritest suundumas erineva tõmbeallika poole ning seega kuulumas erinevasse süsteemi.
Meie lähiümbruses (umbes 80 megaparsekit ehk veerand miljardit valgusaastat) märkasid Tully ja kolleegid kaht peamist tõmbeallikat. Üks neist, Perseus-Pisces (Perseuse-Kalade) superparv, on siiani üks suurimaid teadaolevaid struktuure Universumis. Teine, eelnevalt teadmata struktuur, hõlmab voole, mis koonduvad Norma ja Centauruse galaktikaparvede lähedal. Kuna Linnutee kuulub sellesse teise süsteemi, siis see on meie kodu superparv (Laniakea), mille diameeter on 160 megaparsekit ehk ligikaudu pool miljardit valgusaastat ja see haarab ka varem superparvedeks peetud Lokaalset Superparve ja Lõuna Superparve. Meie Linnutee galaktika asub Laniakea äärel, lähedal paigale, kus lokaalsed kiiruste voolude suunad pöörduvad vastupidiseks.
Tully ja kaasautorid rõhutavad, et tõenäoliselt on ka Laniakea omakorda osa millestki veelgi suuremast, mis on kosmilise taustkiirguse (relikt Suurest Paugust) suhtes liikumatu. Nende suurim eesmärk on kaardistada Universum meie ümber sellistes mõõtmetes, et selguks, mis paneb meid liikuma kosmilise taustkiirguse suhtes. Kuigi mõõtmistulemusi on praegu kuni 400 megaparseki raadiusesse kuuluvate galaktikate kohta, on täpsemaks analüüsiks neid piisavalt vaid umbes 100 megaparseki raadiuses ning edasiseks analüüsiks on vaja tegelikke kauguste hinnanguid ka kaugemate galaktikate jaoks. See on ülesanne, mis pakub väljakutseid, kuid eduka lahendamise korral aitab mõista, kuidas on tekkinud struktuurid meie ümbruses.
Elmo Tempel, analüüsides Tully ja kolleegide töö tähtsust, toob välja põhjused, miks kohaliku Universumi suureskaalalise jaotuse uurimine on oluline. Esiteks, meile lähedases Universumis on võimalik uurida galaktikasüsteeme palju detailsemalt kui see on võimalik kaugemate struktuuride puhul. Teiseks, kohaliku Universumi morfoloogia on oluline, et täpselt määrata kosmoloogilisi parameetreid nagu näiteks tumeenergia, mis arvatavasti põhjustab Universumi kiirenevalt paisumist. Kolmandaks, kohalike kosmiliste struktuuride analüüs, annab infot selle kohta, kuidas Linnutee galaktika on tekkinud ning aitab mõista galaktikate tekke protsesse üldisemalt.
Lõpetuseks tõstaks esile autorite pakutud nime Laniakea, mis on pärit hawaii keelest, kus „lani“ tähendab „taevast“ ja „akea“ tähendab „mõõtmatut“. See on kohane nimi suurimale struktuurile, milles me elame.
Artiklid:
The Laniakea supercluster of galaxies (Tully et al., 2014, Nature, 513, 71)
Meet the Laniakea supercluster (Tempel, 2014, Nature 513, 41)
