Najnowsze odkrycia potwierdzają rezultaty badań z 2013 roku mówiących, że nasza galaktyka znajduje się wewnątrz jednej z tak zwanych kosmicznych pustek. Owe pustki są częścią wielkoskalowej struktury wszechświata, która, w dużym uproszczeniu, przedstawia kosmos jako blok szwajcarskiego sera składającego się z gęsto ułożonych, zawierających ogromne ilości galaktyk, włókien, otaczających relatywnie puste regiony.

Kosmiczna pustka, która zawiera Drogę Mleczną została nazwana pustką Keenana-Barger-Cowiego (KBC). Nazwę tę zawdzięcza trojgu astronomów, którzy zidentyfikowali ją podczas badań w 2013 roku. Co ciekawe, jest ona największą kosmiczną pustką ze wszystkich kiedykolwiek zaobserwowanych. Z promieniem 1 miliarda lat świetlnych przewyższa średnią około siedmiokrotnie. Według naukowców pustka KBC ma sferyczny kształt i jest otoczona powłoką złożoną z galaktyk, gwiazd i innej materii.

Symulacja wielkoskalowej struktury wszechświata.

Jak pokazują nowe badania, model pustki KBC nie wyklucza się z bieżącymi danymi obserwacyjnymi. Benjamin Hoscheit, student na Uniwersytecie Wisconsin-Madison, poszukiwał efektywnego sposobu zweryfikowania rezultatów sprzed czterech lat korzystając z aktualnych danych i metod. Poprzednie wyniki pomiarów gęstości materii w różnych rejonach przestrzeni kosmicznej były oparte na ówcześnie dostępnych katalogach galaktyk. Hoscheit podszedł do tego zupełnie innym, szybszym sposobem. Użył on pomiarów kinematycznego efektu Siuniajewa-Zeldowicza (S-Z), które pozwoliły mu zmierzyć ruch gromad galaktyk wewnątrz kosmicznej sieci.

Kinematyczny efekt S-Z to efekt polegający na rozpraszaniu się fotonów kosmicznego promieniowania tła przy przechodzeniu przez pędzące gromady galaktyk. Podczas tego procesu fotony zyskują dodatkową energię, którą można zaobserwować poprzez badanie widma energetycznego promieniowania. Zmiany w spektrum dają nam informację na temat rozkładu gorącego gazu wewnątrz gromad, który spowodowany jest systematyczną zmianą położenia. Dzięki tym obserwacjom otrzymujemy więc dane na temat ruchu skupisk materii w przestrzeni.

Mapa najbliższego otoczenia naszej galaktyki. Pomarańczowe obszary mają większą gęstość gromad galaktyk.

Regiony, które silnie oddziałują grawitacyjnie, a zatem te w których masa rozłożona jest gęsto, przyciągają materię mocniej. Można to zaobserwować patrząc na prędkości poruszania się gromad galaktyk przez kosmos. Posiadając więc informacje o ruchu gromad galaktyk można wnioskować na temat rozkładu gęstości materii w przestrzeni kosmicznej.

Model pustki KBC nie został jeszcze ostatecznie potwierdzony jako teoria naukowa, jednak badania Hoscheita pokazują, że jest on zgodny z dzisiejszymi danymi obserwacyjnymi. Gdyby gromady poruszały się wolniej niż oczekiwano, oznaczałoby to, że wnioski z badań z 2013 roku powinny być poddane ponownej analizie. Jendakże wyniki oparte na pomiarach kinematycznego efektu S-Z są z nimi w pełni spójne.

Autor

Filip Domański
Filip Domański