Heraklio–Korona Borealio didžioji siena — milžiniška visatos superstruktūra

Heraklio ir Korona Borealio didžioji siena yra viena iš didžiausių pasiūlytų superstruktūrų visatoje — labai didelis galaktikų ir materijos darinys, aptiktas analizuojant gama spindulių žybsnių (GRB) pasiskirstymą.

Atrasta ir kaip ją nustatė

Struktūra pirmą kartą buvo aprašyta 2013 m. lapkritį, kai Istvanas Horvath ir jo kolegos pastebėjo GRB žemėlapyje netikėtą koncentraciją. Analizei jie naudojo gama spindulių žybsnių duomenis, surinktus 1997–2012 m. robotų palydovų "Swift" ir "Fermi" misijų metu. Iš viso regione nustatyta 14 žybsnių, turinčių labai panašius raudonuosius poslinkius ir esantiems arti vienas kito danguje, o tai rodo, kad toje kryptimi gali būti didelė galaktikų ir materijos sankaupa.

Dydis ir atstumas

Pagal tyrėjų skaičiavimus, ši "siena" sudaro plokštumą ar lakštą, kurio ilgis — apie 10 mlrd. šviesmečių, plotis — maždaug 7,2 mlrd. šviesmečių, o storis — iki ~1 mlrd. šviesmečių. Ji yra matoma maždaug už 10 mlrd. šviesmečių nuo mūsų, Heraklio ir Corona Borealis žvaigždynų kryptimis — iš čia ir pavadinimas.

Palyginimui: mūsų Pieno kelias skersmuo ~100 000 šviesmečių, atstumas iki Andromedos — apie 2,5 mln. šviesmečių, o ankstesnė žymi didelė struktūra Huge-LQG buvo vertinama apie 4 mlrd. šviesmečių ilgio. Heraklio–Korona Borealio siena yra gerokai didesnė už šias žinomas struktūras.

Kam pasitelkiami gama spindulių žybsniai

Gama spindulių žybsniai yra trumpi, labai ryškūs sprogimai tolimose galaktikose — dažniausiai susiję su labai masyvių žvaigždžių žlugimu arba neutroninių žvaigždžių susijungimais. GRB yra reti: tipiškoje galaktikoje pasitaiko maždaug po vieną per kelis milijonus metų, todėl stebimi žybsniai yra naudingi kaip tolimo kosmoso žymekliai. Kadangi daugeliui GRB galima nustatyti raudonąjį poslinkį, jie leidžia kartografuoti materijos pasiskirstymą dideliais kosminiais atstumais.

Reikšmė kosmologijai ir prieštaravimai

Jeigu ši struktūra egzistuoja tokio dydžio, ji kelia rimtų klausimų. Tradicinių kosmologinių prielaidų pagrindas — kosmologinis principas — numato, kad Visata didesniu mastu yra homogeniška ir izotropiška. Pagal praktinius estimatus, regionai didesni nei ~250–300 mln. šviesmečių turėtų atrodyti vidutiniškai panašūs, o didžiausios atsitiktinės struktūros dydis turėtų būti maždaug 1,2 mlrd. šviesmečių. Jei Heraklio–Korona Borealio siena išties siekia ~10 mlrd. šviesmečių, ji būtų kelis kartus didesnė už šią ribą ir, atrodo, prieštarautų standartinėms prielaidoms apie Visatos vienodumą.

Struktūros amžius taip pat kelia klausimų: ją matome tokiais atstumais, kai Visata buvo gerokai jaunesnė (žymiai mažesnė už dabartines ~13,8 mlrd. metų). Kaip per šią trumpą kosminę "jaunystę" galėjo susiformuoti tokia didelė, artikuliuota struktūra — nemažas įšūkis teorijoms apie struktūrų formavimąsi.

Diskusijos, skeptiškumas ir alternatyvūs paaiškinimai

Nors pradiniai rezultatai atrodė įspūdingai, daugeliui kosmologų ir astronomų kilo skeptiškumas dėl kelių priežasčių:

• Mažas imties dydis: atrinkta GRB grupė yra palyginti maža (14 žybsnių), todėl atsitiktinių sutapimų tikimybė nėra nulinė.
• Observacinės apribojos: palydovų stebėjimų dangos laukai, detektorių jautrumas ir raudonųjų poslinkių gavimo tikimybė nėra vienodai paskirstyti, todėl pasiskirstymo netolygumai gali būti susiję su stebėjimų skirtumais.
• Statistinė interpretacija: vėlesni tyrimai parodė, kad tokie klasterio požymiai gali atsirasti ir iš laisvos statistinės variacijos arba dėl pasirinktos analizės metodikos, todėl teigiamas signalo reikšmingumas turi būti vertinamas atsargiai.

Taip pat buvo pasiūlyta, kad pastebėtas klasteris gali atspindėti ne tik realią masės koncentraciją, bet ir GRB progenitoriams būdingą erdvėlaikio pasiskirstymą (pvz., ryškios žvaigždės ir intensyvi žvaigždžių formavimosi sritys tam tikrais kosminiais epochais). Kitaip tariant, GRB nėra tiesioginis galaktikų tankio žemėlapis ir gali turėti savo "filtrą".

Vėlesni tyrimai ir dabartinis stovykla

Po pradinio atradimo atlikta daugiau analizės ir diskusijų. Kai kurie tyrimai laikėsi nuomonės, kad pastebėtas darinys yra statistinis anomalumas arba stebėjimo selekcijos efektas, o kiti — kad tai gali būti tikra, nors reikalaujanti paaiškinimo, kosminė struktūra. Kol kas nėra vieningos konsensuso: patikimai patvirtinti tokio masto superstruktūrą reikalingi papildomi duomenys iš įvairių instrumentų ir metodų — didelės apimties galaktikų katalogai, kvazarų paskirstymo studijos, gilesni ir platesni GRB raudonųjų poslinkių matavimai bei numerinės simuliacijos.

Ką tai reiškia ateičiai

• Jeigu Heraklio–Korona Borealio siena bus patvirtinta ir nepriklausomai patikrinta, reikės peržiūrėti kai kurias prielaidas apie didžiausius galaktikų darinukus ir galbūt papildomai patikslinti struktūrų formavimosi modelius.
• Jei tai bus statistinis arba instrumentinis efektas, pavyzdys primins apie atsargumą interpretuojant mažas imtis ir apie būtinybę naudoti kelis nepriklausomus stebėjimo kanalus.

Kol kas Heraklio–Korona Borealio didžioji siena išlieka įdomiu ir ginčytinu pavyzdžiu, kaip tolimi ir reti reiškiniai, tokie kaip gama spindulių žybsniai, gali atskleisti tiek netikėtų klaidų, tiek galbūt naujų įžvalgų apie Visatos didžiausias struktūras. Tolimesni stebėjimai ir platesnės tarpkryptinės analizės (galaktikų atrankos, kvazarų ir optiminių spindulių tyrimai) reikalingi, kad būtų aiškiau, ar tai tikrai milžiniška superstruktūra, ar viso labo stebėjimų artefaktas.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra Heraklio ir Koronos Borealio didžioji siena?

K: Kaip ji buvo atrasta?

Klausimas: Kaip ši struktūra skiriasi nuo kitų struktūrų?

Klausimas: Kokiai teorijai tai prieštarauja?

Klausimas: Kodėl jos egzistavimas vis dar lieka paslaptis?

Klausimas: Kokia idėja rodo, kad dėl šios neįtikėtinos kosminės struktūros Didysis sprogimas gali pasirodyti klaidingas?

Paieška pagal raidę