10 znanych największych struktur we Wszechświecie
1. Wielka Pustka
6-10 mld lat świetlnych od Ziemi rozciąga się gigantyczny obszar o średnicy blisko 1 mld lat świetlnych (są szacunki mówiące o 1,8 mld), znajdujący się na niebie w okolicy konstelacji Oriona i Rzeki Erydan. Jest to struktura będąca pustką, czyli obszarem pustej przestrzeni kosmicznej, praktycznie pozbawionym materii świecącej (galaktyk i ich gromad), a także ciemnej. Odkryta została w 2007 r., przez zespół amerykańskich astronomów z Uniwersytetu w Minneapolis. Nazwa „pustka” jest o tyle myląca, że w obszarach tego typu nie tyle nie ma nic, ile jest mniej materii, zwłaszcza tej świecącej. W przypadku ogromnej pustki, o której mówimy, szacuje się, że znajduje się tam o 30% mniej galaktyk niż w rejonach dookoła. Jako pierwszy obszarem tym zainteresował się Lawrence Rudnick z Uniwersytetu w Minnesocie. Postanowił zbadać, jaka jest geneza tzw. chłodnej plamy na mapie mikrofalowego promieniowania tła (CMB), odkrytej przez sondę WMAP (WMAP cold spot). Do tej pory jej istnienie nie miało wyjaśnienia – fotony nadlatujące z tamtego obszaru nieba były chłodniejsze niż tego oczekiwano.
2. Wielka kosmiczna „ameba”
Bańki Lyman-alfa (Lyman-alpha blob, w skrócie LAB) to typy obiektów astronomicznych, będących rozległym obłokiem wodoru, emitującego linię spektralną, znaną jako Lyman alfa. LAB-y są jednymi z największych znanych obiektów astronomicznych. Największe znane obłoki tego typu mająśrednicę ponad 400 tys. lat świetlnych. Nie jest jeszcze znany mechanizm powstawania LAB-ów, ani to, czy są w jakiś sposób związane z pobliskimi galaktykami. Znane LAB-y leżą zazwyczaj w znacznej odległości od Ziemi. Pierwszym zaobserwowanym obiektem tego typu był LAB-1, odkryty w 2000 r. Światło wyemitowane przez niego potrzebowało 11,5 mld lat, aby dotrzeć do Ziemi. Jego średnica wynosi 300 tys. lat świetlnych. Mieści w sobie kilka galaktyk i jedną galaktykę aktywną. Największa znana tego rodzaju struktura rozciąga się na 200 mln lat świetlnych i przypomina amebę. To bańka gazu, odkryta w 2006 r. przez japońskich astronomów z wykorzystaniem teleskopów Subaru i Keck, na górze Mauna Kea na Hawajach.
3. Supergromada Shapleya
Twór ten znany jest również pod nazwą Koncentracja Shapleya. Przez wiele lat był najmasywniejszym skupieniem gromad galaktyk w lokalnym Wszechświecie. Został zaobserwowany przez Harlowa Shapleya w 1930 r., w gwiazdozbiorze Centaura. Znajduje się w odległości 500 mln za Supergromadą w Centaurze, za którą bezpośrednio jest położony. Na niebie trzeba by go szukać w kierunku zbliżonym do Wielkiego Atraktora, lecz w znacznie większej odległości. Masę Supergromady Shapleya ocenia się na 1016 mas Słońca, a jej odległość od Drogi Mlecznej na ok. 200 megaparseków (650 mln lat świetlnych). Koncentracja Shapleya ma nieregularny kształt, a jej przybliżone rozmiary to ok. 30 × 55 × 100 Mpc. Znajduje się w niej ponad 20 gromad galaktyk, z których siedem ma klasę obfitości 2 lub wyższą, a więc tak dużych jak gromada w Perseuszu (Abell 426) lub gromada w Warkoczu (Abell 1656).
4. Wielka Ściana CfA2
Wielka Ściana (Wielka Ściana CfA2, Wielki Mur CfA2) to wielkoskalowa struktura złożona z supergromad galaktyk. Jej centralnym obiektem jest Gromada w Warkoczu, odległa od Układu Słonecznego o blisko 100 Mpc (ok. 326 mln lat świetlnych), wchodząca w skład Supergromady w Warkoczu. Rozciąga się włącznie do wielkiej Supergromady w Herkulesie. Znajduje się w odległości ok. 200 mln lat świetlnych od Ziemi i ma wielkość 500 × 300 × 15 mln lat świetlnych. Jej rozmiary mogą być jeszcze większe, ponieważ pole obserwacji zasłaniane jest częściowo przez materię naszej Galaktyki. Istnienie Wielkiej Ściany zostało stwierdzone w roku 1989, na podstawie badań przesunięć widm galaktyk ku czerwieni. Odkrycia tego dokonali Margaret Geller i John Huchra z CfA Redshift Survey. Przez kilka lat Wielka Ściana pozostawała największą znaną strukturą Wszechświata. W roku 2003 odkryto jednak jeszcze większą – Wielką Ścianę Sloan
5. Supergromada Laniakea
Grupa amerykańskich astronomów odkryła w 2014 r., że nasza Galaktyka jest częścią gigantycznej supergromady ok. 100 tys. galaktyk, którą nazwano „Laniakea” (w języku rdzennych mieszkańców Hawajów oznacza to „wielkie niebo”). Dane, które pozwoliły na zidentyfikowanie tej formacji, pochodzą z amerykańskiego radioteleskopu Green Bank Telescope i innych podobnych urządzeń. Odkrycie to precyzuje również rolę Wielkiego Atraktora grawitacyjnego, który swym oddziaływaniem grawitacyjnym powoduje ruch galaktyk ku swemu centrum z prędkością rzędu 100-300 km/s. Obecnie astronomowie porównują galaktyki i ich ruch do doliny ze strumieniami, spływającymi na płaskie dno, które przyciąga wszystkie galaktyki w supergromadzie. Średnica Laniakei wynosi ok. 500 mln lat świetlnych (ok. 160 megaparseków), a łączna masa tworzących ją galaktyk – ok. 1018 potęgi mas Słońca. Laniakea obejmuje 13 gromad z katalogu Abella (łącznie z gromadą w Pannie). Ruch lokalny w obszarze jest zbieżny w kierunku gromad w Węgielnicy i w Centaurze, w dobrej zgodności z położeniem Wielkiego Atraktora. Obszar obejmuje też supergromady w Hydrze i w Centaurze, włókno w Pawiu-Indianinie (rozszerzenie gromady w Wężowniku), Pustkę Lokalną, grupę w Rzeźbiarzu oraz inne, powiązane pustki. Jej częścią jest również supergromada Lokalna, na peryferiach której znajduje się Grupa Lokalna Galaktyk, do której zaliczana jest Droga Mleczna. Laniakea porusza się w kierunku supergromady Shapleya i może być z nią związana jako… część jeszcze większej struktury!
6. Wielka Ściana Sloan
Wielka Ściana Sloan to ogromna struktura typu włókno, zbudowana z supergromad galaktyk. Według danych z 2013 r. jest to jedna z największych znanych struktur w obserwowanym Wszechświecie. Została odkryta przez J.R. Gotta z zespołem w 2003 r., w oparciu o przegląd nieba Sloan Digital Sky Survey. Ściana znajduje się w gwiazdozbiorze Panny, w średniej odległości ok. miliarda lat świetlnych od nas, ma długość 1,37 mld lat świetlnych i jest o 80% większa od odkrytej wcześniej Wielkiej Ściany. W astronomii włókna są jednymi z największych struktur Wszechświata. Wyglądają jak ogromne nici, ciągnące się na przestrzeni od 70 do 150 megaparseków, tworząc granice pomiędzy ogromnymi pustkami. Włókna są skupiskiem gromad i supergromad galaktyk
7. Huge-LQG
Mianem Huge-LQG (large quasar group, duża grupa kwazarów, także U1.27) określa się największe znane zgrupowanie kwazarów, liczące 73 kwazary i mierzące ok. 1240 Mpc długości (4 mld lat świetlnych) oraz 370-640 Mpc szerokości. Huge-LQG zostało odkryte w 2013 r. i było największą znaną strukturą we Wszechświecie przed odkryciem Wielkiej Ściany w Herkulesie-Koronie Północnej: rozmiar Huge-LQG sięga ok. 1/20 średnicy widzialnego Wszechświata.
Huge-LQG zostało przez jego odkrywców zinterpretowane jako stojące w sprzeczności z przyjętą współcześnie zasadą kosmologiczną, która mówi, że Wszechświat dla dowolnie położonego obserwatora wygląda podobnie, a uśrednione parametry charakteryzujące go są wszędzie takie same. Taka interpretacja jest jednak kwestionowana, gdyż pokazano, że istnienie tego typu struktur nie przeczy jednorodności Wszechświata w największych skalach. Przed odkryciem Huge-LQG uważano, że rozmiary obiektów typu LQG mogą sięgać miliarda lat świetlnych. Rekordzistą był LQG odkryty w 1991 r., o zbliżonych do tego limitu rozmiarach.
8. Wielki Pierścień GRB
Kilka miesięcy temu węgiersko-amerykański zespół astronomów odkrył pierścień dziewięciu rozbłysków gamma (gamma ray burst – GRB), a tym samym galaktyk – o rozmiarze pięciu miliardów lat świetlnych. Naukowcy, pod kierownictwem prof. Lajosa Balazsa z Obserwatorium Konkoly w Budapeszcie, ogłosili swoje odkrycie w czasopiśmie „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.” Rozbłyski gamma (GRB) to najjaśniejsze wydarzenia we wszechświecie, uwalniające w ciągu kilku sekund tyle energii, co Słońce w ciągu całego swojego życia, trwającego 10 mld lat.
Uważa się, że rozbłyski gamma są wynikiem wpadania masywnych gwiazd w czarne dziury. Ich olbrzymia jasność pozwala astronomom mierzyć położenie odległych galaktyk. Tym właśnie zajmował się zespół prof. Balazsa. GRB, składające się na nowo odkryty pierścień, zostały zaobserwowane przy użyciu różnych obserwatoriów, zarówno kosmicznych jak i naziemnych. Wydaje się, że są one wszystkie oddalone od nas o 7 mld lat świetlnych – i rozciągają się na przestrzeni 36 stopni na niebie (to siedemdziesiąt razy więcej niż tarcza Księżyca w pełni). Z tego można natomiast obliczyć, że cały pierścień ma rozmiar 5 mld lat świetlnych. Według prof. Balazsa prawdopodobieństwo, że GRB ułożone są w ten sposób przez przypadek, wynosi 1:20 000. „Jeżeli mamy rację, ta struktura podważa aktualne modele Wszechświata. Znalezienie jej było dla nas olbrzymim zaskoczeniem – i wciąż nie wiemy do końca, w jaki sposób mogła powstać” – mówi.
9. Wielka Ściana Herkules-Korony Północnej
Obecnie za największą strukturę we Wszechświecie uznaje się Wielką Ścianę Herkules-Korony Północnej (Her-CrB GW). Astronomowie szacują, że obiekt ten ma długość ponad 10 mld lat świetlnych. Podobnie jak Wielka Ściana Sloan, Her-CrB GW to struktura typu włókno, składająca się z gromad galaktyk i grup kwazarów. Jej długość stanowi 10% długości obserwowanego Wszechświata. Szerokość obiektu jest znacznie mniejsza, bo wynosi tylko 900 mln lat świetlnych. Her-CrB GW znajduje się na granicy gwiazdozbioru Herkulesa i Korony Północne.
10. Kosmiczna pajęczyna
Wielkoskalowe struktury, w które układają się miliony obserwowanych galaktyk, wyrosły z pierwotnych, wręcz mikroskopijnych, zaburzeń gęstości i prędkości na skutek procesu nazywanego niestabilnością grawitacyjną. Przez niespełna 14 miliardów lat kosmicznej ewolucji niestabilność grawitacyjna doprowadziła do powstania obiektów takich jak gromady galaktyk, gdzie tysiące galaktyk, wirując w szalonym pędzie, zderza się ze sobą w potężnym polu grawitacyjnym. Komputerowe symulacje zilustrowały, w jaki sposób pierwotne pole materii Wszechświata ewoluuje w wyraźny Kosmiczną Sieć złożoną z włókien, splatających się w gęste i zwarte bryły znajdujące się w węzłach sieci. W budowie tej gwiezdnej pajęczyny możemy wyróżnić cztery istotnie różne składniki, które, połączone i powtórzone wielokrotnie, tworzą wzór wszędzie podobny, nigdzie jednak taki sam. Te cztery składniki sieci to gromady galaktyk, włókna, ściany lub inaczej osnowy oraz pustki. Gromady galaktyk to najgęstsze i najmasywniejsze obiekty, które pełnią funkcję węzłów kosmicznej sieci. Kosmiczna materia przepływa do gromad galaktyk głównie wzdłuż wielkich i gęstych włókien, które przypominają wielkie nici rozpostarte między węzłami. Większość galaktyk we Wszechświecie znajduje się właśnie we włóknach. Pomiędzy włóknami i gromadami rozpościerają się cienkie i mniej gęste osnowy, nazywane ścianami. Materia w nich charakteryzuje się powolniejszymi ruchami, spływając łagodnie w kierunku najbliższego włókna lub gromady. Ostatnim składnikiem kosmicznej sieci są ogromne kosmiczne pustki. Są to olbrzymie mroczne domeny, niemal pozbawione światła i materii, wypełniające przestrzeń pomiędzy ścianami i włóknami. Znajdujące się w nich bardzo nieliczne galaktyki są zazwyczaj małe i słabo rozwinięte.
