Астрономи откриха най-голямата структура във Вселената (СНИМКА)

Можем ли да разберем Вселената, без да разберем най-големите структури в нея? На теория е малко вероятно. На практика? Определено не. Изключително големите обекти могат сериозно да изкривят нашето разбиране за космоса.

Астрономи откриха най-голямата структура във Вселената досега, наречена Кипу, по името на древна инкска система за измерване. Тази структура съдържа внушителните 200 квадрилиона слънчеви маси.

Астрономията е наука, в която огромни числа са част от ежедневния речник, но дори в тази област 200 квадрилиона е число, което рядко се среща. А ако масата на Кипу не е достатъчна да привлече вниманието, то размерите му със сигурност ще го направят. Тази свръхструктура е дълга над 400 мегапарсека, което се равнява на повече от 1,3 милиарда светлинни години - 13 пъти размера на Млечния път.

Astronomers have discovered the largest known structure in the universe, named Quipu. This massive superstructure spans over 1.3 billion light-years and contains 200 quadrillion solar masses. Quipu, along with four other newly discovered superstructures, holds about 45% of galaxy… pic.twitter.com/gEvnSLv5Ro

— Super Intelligence Is Near (@ASIISNEAR) February 6, 2025

Структура с такъв мащаб неизбежно влияе върху своето обкръжение, а разбирането на тези влияния е от критично значение за космологията. Според ново изследване изучаването на Кипу и подобни свръхструктури може да ни помогне да разберем еволюцията на галактиките, да подобрим космологичните модели и да постигнем по-точни измервания на основни космологични параметри.

Изследването, озаглавено "Разкриване на най-големите структури в близката Вселена: Откритие на свръхструктурата Кипу", е прието за публикация в списанието Astronomy and Astrophysics. Водещият автор е Ханс Бьорингер от института "Макс Планк".

"За точното определяне на космологични параметри е необходимо да разберем ефектите от местната голяма мащабна структура върху измерванията," обясняват авторите. Това включва модификации на космическия микровълнов фон (CMB), изкривявания на изображенията на небето чрез гравитационна леща и влиянието на големи мащабни движения върху измерването на константата на Хъбъл.

Какво представляват свръхструктурите

Свръхструктурите са изключително големи обекти, които съдържат групи от клъстери от галактики и суперкупове. Те са толкова масивни, че поставят на изпитание нашето разбиране за еволюцията на Вселената, а някои дори предизвикват моделите за космологично развитие.

Кипу е най-голямата структура, откривана някога. Тя и още четири свръхструктури, идентифицирани от изследователите, съдържат 45% от галактичните клъстери, 30% от галактиките и 25% от материята на Вселената, заемайки обем от 13% от наблюдаваната Вселена.

Кипу е древна система на инките за записване на информация чрез възли на връв. Изследователите са избрали това име заради визуалната прилика на структурата с дълъг основен нишковиден обект, от който се разклоняват по-малки нишки.

"Този изглед дава най-добра представа за свръхструктурата като дълъг филмент с малки странични разклонения, което вдъхнови името Кипу," обясняват авторите.

Astronomers have discovered the largest known structure in the universe, named the "Quipu" superstructure after the Incan record-keeping system.

Spanning over 400 megaparsecs (~ 1.3 billion light-years) and containing an estimated mass of about 2×10¹⁷ solar masses, Quipu was… pic.twitter.com/83Zf6pWcdG

— Erika  (@ExploreCosmos_) February 5, 2025

Как учените откриват свръхструктури

Ханс Бьорингер и неговите сътрудници откриват Кипу и още четири свръхструктури в обхвата от 130 до 250 мегапарсека. Те използват рентгенови галактични клъстери за идентифициране и анализ на тези структури в рамките на своята CLASSIX (Cosmic Large-Scale Structure in X-rays) кластерна изследователска програма.

Рентгеновите галактични клъстери могат да съдържат хиляди галактики и много горещ междуклъстерен газ, който излъчва рентгенови лъчи. Тези емисии са ключови за картографирането на масата на свръхструктурите. Рентгеновите сигнали показват най-гъсто населените региони на материята и подлежащата космическа мрежа, служейки като пътеводни знаци за идентифициране на свръхструктури.

Космологични последици

Свръхструктурите оказват значително влияние върху различни аспекти на космологията. Тяхната гравитация променя космическия микровълнов фон чрез ефекта на Integrated Sachs-Wolfe (ISW), като предизвиква флуктуации в CMB. Тези флуктуации са нежелани фонови шумове, които затрудняват анализа и разбирането на ранната Вселена.

Свръхструктурите също могат да повлияят на измерванията на константата на Хъбъл — стойност, която определя скоростта на разширение на Вселената. Докато галактиките се отдалечават една от друга поради това разширение, те също така притежават локални скорости, известни като особени скорости или поточни движения. Тези движения трябва да се разграничат от общото разширение, за да се постигне точност в измерванията на разширението на Вселената. Огромната маса на свръхструктурите изкривява тези движения и усложнява изчисленията.

Изследването отбелязва също така, че свръхструктурите могат да изкривяват изображенията на небето чрез голямомащабна гравитационна леща, което може да доведе до грешки в измерванията.

Astronomers have discovered the largest known structure in the universe, named the "Quipu" superstructure after the Incan record-keeping system.

Spanning over 400 megaparsecs (~ 1.3 billion light-years) and containing an estimated mass of about 2×10¹⁷ solar masses, Quipu was… pic.twitter.com/83Zf6pWcdG

— Erika  (@ExploreCosmos_) February 5, 2025

Съвпадение с космологичните модели

Интересно е, че свръхструктури като Кипу и останалите четири открити структури съществуват и в симулации, базирани на модела ΛCDM (Lambda Cold Dark Matter), който е стандартният модел за космологията на Големия взрив. "Намираме свръхструктури със сходни свойства в симулации, базирани на модела ΛCDM," отбелязват авторите.

Според изследването свръхструктурите няма да съществуват вечно. "В бъдещата космическа еволюция тези свръхструктури ще се разпаднат на няколко колабиращи единици. Те са преходни конфигурации," обясняват Бьорингер и неговите сътрудници. Въпреки това, в настоящия момент те представляват специални физически обекти с уникални свойства и заслужават внимателно изучаване.

Това изследване подчертава колко важни са свръхструктурите за нашето разбиране за Вселената. Те съдържат значителна част от нейната материя и оказват съществено влияние върху космическата динамика и нашите наблюдения.