Данные о гравитационных бассейнах помогают понять движение галактик

Линии потока скорости в реконструированном объеме с цветными оболочками, связанными с заметными близлежащими бассейнами притяжения. Карта и линии потока были обрезаны до области, покрытой данными Cosmicflows-4. Линии потока в данном бассейне сходятся в области высокой концентрации галактик. Автор: Daniel Pomarède

Новое исследование составило карту гравитационных бассейнов притяжения в локальной вселенной, предлагая свежий взгляд на крупномасштабные космические структуры, которые формируют движение галактик. Исследование было опубликовано в Nature Astronomy.

Используя расширенные данные из сборника Cosmicflows-4 о расстояниях и скоростях примерно 56 000 галактик, международная исследовательская группа применила передовые алгоритмы для выявления регионов, где доминирует гравитация, таких как Великая стена Слоуна и сверхскопление Шепли.

Это исследование предполагает, что наш Млечный Путь, скорее всего, находится в более крупном бассейне Шепли, что меняет наше понимание космических потоков и роли массивных структур в формировании эволюции Вселенной.

Международная группа исследователей сделала значительный шаг вперед в понимании огромной структуры Вселенной, определив ключевые гравитационные области, известные как области притяжения.

Исследование, проведенное доктором Валаде во время его докторской работы под руководством профессора Йехуды Хоффмана из Еврейского университета и профессора Ноама Либескинда из AIP Potsdam. В работе также приняли участие доктор Помаред из Университета Париж-Сакле, доктор Пфайфер из AIP Potsdam, а также профессор Тулли и доктор Куркчи из Гавайского университета.

Понимание структуры Вселенной

Исследование основано на общепринятой стандартной космологической модели Лямбда-холодной темной материи (ΛCDM), которая предполагает, что крупномасштабная структура Вселенной возникла в результате квантовых флуктуаций на ранних стадиях космической инфляции.

Эти мельчайшие колебания плотности развивались с течением времени, формируя галактики и скопления, которые мы наблюдаем сегодня. По мере того, как эти возмущения плотности росли, они притягивали окружающее вещество, создавая области, где формировались минимумы гравитационного потенциала, или «бассейны притяжения».

Используя последние данные из сборника Cosmicflows-4 (CF4), команда применила гамильтоновский алгоритм Монте-Карло для реконструкции крупномасштабной структуры Вселенной до расстояния, соответствующего примерно миллиарду световых лет. Этот метод позволил исследователям предоставить вероятностную оценку гравитационных доменов Вселенной, определив наиболее значимые бассейны притяжения, которые управляют движением галактик.

Ланиакея и бассейны Шепли притяжения

Более ранние каталоги предполагали, что галактика Млечный Путь является частью региона, называемого Сверхскопление Ланиакея. Однако новые данные CF4 предлагают несколько иную перспективу, указывая на то, что Ланиакея может быть частью гораздо большего бассейна притяжения Шепли, который охватывает еще больший объем локальной вселенной.

Среди недавно идентифицированных регионов Великая стена Слоуна выделяется как крупнейший бассейн притяжения, с объемом около полумиллиарда кубических световых лет, более чем в два раза больше бассейна Шепли, который ранее считался крупнейшим. Эти открытия дают беспрецедентный взгляд на гравитационный ландшафт локальной вселенной, предлагая новые идеи о том, как галактики и космические структуры развиваются и взаимодействуют с течением времени.

Скачок вперед в космологических исследованиях

Это исследование предлагает более глубокое понимание сложной гравитационной динамики Вселенной и сил, которые сформировали ее структуру. Выявление этих бассейнов притяжения является значительным достижением в космологии, потенциально меняющим наше понимание космических потоков и крупномасштабных структур.

Это исследование важно, поскольку оно углубляет наше понимание крупномасштабной структуры Вселенной и гравитационных сил, которые ее формируют. Картографируя бассейны притяжения — области, где гравитация притягивает галактики и материю — исследование показывает, как массивные космические структуры влияют на движение и формирование галактик с течением времени.

Понимание этой динамики не только помогает нам лучше понять прошлое Вселенной и ее текущую эволюцию, но и дает ценные сведения о фундаментальных космологических вопросах, таких как распределение темной материи и силы, движущие космическое расширение. Эти знания имеют потенциал для уточнения наших моделей Вселенной и руководства будущими астрономическими исследованиями.

Больше информации: Identification of basins of attraction in the local universe, Nature Astronomy (2024). DOI: 10.1038/s41550-024-02370-0

Источник: Hebrew University of Jerusalem