Računalniška simulacija oblike vesoljske mreže. Povečani del se osredinja na 10 milijard svetlobnih let oddaljen del vesolja, ki po trditvah raziskovalne skupine vsebuje tako temno snov (v temnih galaksijah) kot običajno snov. Lokalni kvazar, močno svetleče se središče galaksije, osvetljuje ogromen oblak plina in kaže, kakšna je struktura temne snovi v okolici. Foto: Cantalupo, Primack, Klypin (UCSC, NMSU)
Računalniška simulacija oblike vesoljske mreže. Povečani del se osredinja na 10 milijard svetlobnih let oddaljen del vesolja, ki po trditvah raziskovalne skupine vsebuje tako temno snov (v temnih galaksijah) kot običajno snov. Lokalni kvazar, močno svetleče se središče galaksije, osvetljuje ogromen oblak plina in kaže, kakšna je struktura temne snovi v okolici. Foto: Cantalupo, Primack, Klypin (UCSC, NMSU)

Kvazar je eden najsvetlejših objektov v vesolju sploh. Pojavi se le v galaksijah, ki imajo v svojem središču supermasivno črno luknjo z maso več milijard naših Sonc. Ko velikanska črna luknja požira okoliško snov, se ta vrti okoli nje in pri tem doseže skoraj svetlobno hitrost. Sveti torej ne črna luknja sama, temveč okoli sebe ustvari izjemno svetel obroč vrteče se in sevajoče snovi.

kvazar UM287
Dejanski posnetek observatorija W. M. Keck. Svetla pika je kvazar, okoliški oblak plina, velik kar dva milijona svetlobnih let, je osvetljen v modri barvi in naj bi bil del daljšega pramena kozmične mreže. Foto: Cantalupo (UCSC)

Teorija velikega poka pravi, da je poglavitni dejavnik, ki določa obliko vesolja, sila težnosti (gravitacija). Obenem gravitacija ne pojasni obstoječega stanja, saj bi se morale glede na zaznavni del stvarnosti galaksije razpršiti in odleteti narazen. Ker se to ne zgodi, so si kot "lepilo", ki drži galaksije skupaj, izmislili temno snov. Za zdaj kaže, da koncept drži.

Galaktična soseščina
Simuliran 3-razsežnostni zemljevid soseščine naše galaksije v razdalji 500 milijonov svetlobnih let. Void je po angleško praznina, supercluster nadjata, wall zid. Foto: Richard Powell
Planck, prasevanje
Planckov posnetek prasevanja, svetlobnega posnetka prvih struktur v vesolju sploh pred 14 milijardami let. Vesolje naj bi bilo v splošnem homogoneno, zato je astronome modra pika (izjemno mrzlo področje v vesolju) presenetila. Meritev je skladna z modelom določene večje praznine v sistemu kozmične mreže. Foto: Esa, Planck Collaboration

Vesolje ni ogromna praznina, v katerem so naključno posejani osamljeni drobci z imenom galaksije. Ni Tihi ocean, v katerega so stresli 300 milijard zrnc peska, ki naključno lebdijo.

Naše vesolje je pravzaprav ogromno, povezano omrežje. In kot kaže, so astronomi prvič ugledali njegove niti.
Vse je odvisno od perspektive.

Gledano skozi oči Zemljana, so nam najbližje planeti našega Osončja. Namišljeno potovanje do roba bi vzelo nekaj desetletij. Dodatnih 200, 300 let bi potrebovali, da bi dosegli naslednjo plast razširjenega sončnega sistema: Oortov oblak, dom množice ledenih kometov.
Da bi zapustili temačno domovanje repatic, bi potrebovali nadaljnjih od 20.000 do 30.000 let. Še nekaj desettisočletij, in bi komaj prilezli do naslednje zvezde - del naše zvezdne soseščine.

Do drugega konca naše Galaksije bi minilo nekaj sto milijonov zemeljskih pomladi. V tem času bi premerili lokalni drobec vesolja, poln raznolikih svetov, zvezd vseh vrst, planetarnih sistemov in vsega čuda zanimivosti. To bi bilo neverjetno potovanje.
Ko bi ga končali, bi se zgodba vesoljske hierarhije šele dobro začenjala. Galaksije niso osamljena naključja v mrzlih prostranstvih.

Povezujejo se v skupine galaksij (do 50) in jate (tisoči galaksij, medsebojno povezani s težnostjo). Ko je v galaktični bližini na tisoče ali celo desettisoče jat, se imenujejo nadjate.

Največje strukture v vesolju
Če so te nadjate izjemno velike, se lahko raztezajo na stotine ali celo milijarde svetlobnih let. To so največje strukture v hierarhiji vesolja. Največja sploh, odkrita pred meseci, je Veliki zid Herkules -Severna krona, velika kar 10 milijard svetlobnih let.

Je del ogromnega omrežja, sestavljenega iz nadjat in niti (filamentov) med njimi. Imenuje se vesoljska mreža.

Le dve veliki težavi sta. Prva: mreže ne vidimo. Velika večina vesoljske mreže je sestavljena iz temne snovi, skrivnostnega lepila, ki ne oddaja svetlobe niti je ne sprejema, prav tako ne oddaja nikakršnega elektromagnetnega sevanja. Tam je, a ne za naše oči in instrumente.

Še ena težava je. Gre za fizikalni model, ki ga je treba še potrditi. S pomočjo observatorija Keck na Havajih je znanstvenikom uspelo storiti prvi korak.

Pomagala jim je zvezda kvazar (kaj je kvazar, je opisano desno v okvirčku), ki deluje kot nekakšna vesoljska fotografska bliskavica.

Astronomi in astrofiziki so se dolgo trudili, da bi našli potrditev za model. Kot kaže članek v reviji Nature, je bil ključ kvazar UM287, eden svetlejših objektov v vesolju sploh. Na fotografiji je okoli 10 milijard svetlobnih let stran (ker je svetloba toliko stara, ga v resnici ni več tam).
Ogromna plinska meglica
Sicer ni osvetlil temne snovi, je pa zato toliko bolj poveden ogromen žareči oblak plina, ki je končal v posnetkih observatorija Keck. Razteza se na okoli dveh milijonih svetlobnih let in je tako večji kot katera koli plinska meglica, kar so jih do zdaj odkrili.

Kot je vidno posnetku (desno v galeriji), se razteza precej zunaj kvazarjeve galaktične bližine, je zapisal prvi avtor članka, Sebastiano Cantalupo s kalifornijske univerze v Santa Cruzu. In v čem je ključ? To je prva fotografija podaljšanega oblaka plina v prostoru med galaksijami, je pojasnil Xavier Procashka z iste ustanove.

Oblak plina zaradi kvazarjevega močnega sevanja zažari v fluorescentni svetlobi. Ker ga privlači težnost spodaj ležeče strukture iz temne snovi, lahko znanstveniki iz tega izračunajo obliko nam nezaznavnega.

Gre za standardni vesoljski model, ki opisuje oblikovanje struktur v vesolju skozi čas. V preteklosti so na podlagi različnih posrednih podatkov izračunali ogromne in zapletene modele vesoljske mreže, kot jo predvideva model (vidno v galeriji desno).

Da gre model v pravo smer, kaže tudi primerjava s posnetki zdaj že upokojenega vesoljskega teleskopa Planck. Meril je vesoljsko mikrovalovno sevanje ozadja, torej najzgodnejše posnetke struktur vesolja izpred 14 milijard let nazaj. Znanstvenike je presenetil s posebnostjo, z izjemno mrzlo pego, ki je niso znali dobro pojasniti. Pega sovpada z eno velikih praznin med ogromnimi galaktičnimi strukturami.

Mreža vsebuje ogromne zgostitve snovi (tako iz "navadnih" galaksij kot temnih galaksij, ki so precej gostejše) ter filamente, pramenaste povezave med njimi. "Menimo, da je na posnetku le delček filamenta, ki je v resnici precej daljši," je dejal Cantalupo.

"Temne galaksije so precej bolj zgoščeni in manj obsežni sestavni deli vesoljske mreže," je nadaljeval. Prepričan je, da so nekaj primerkov ujeli tudi na pričujoči posnetek.

Z odkritjem so prišla nova vprašanja. Ekipa ugotavlja, da je plina na tem področju kar desetkrat več, kot predvidevajo stari izračuni. Še večje praskanje po znanstvenih skalpih pa prinaša prej omenjeni Veliki zid, ena največjih struktur v megalomanskem omrežju vesolja.

Vse je odvisno od perspektive. Ko ta postane dovolj široka, se hierarhično združevanje struktur v vse večje preneha in je vesolje, gledano od daleč, nekako homogeno. Vsaj tako so astronomi menili do pred kratkim, sledeč t. i. kozmološkemu načelu.

Odkritja megastruktur v vesoljski mreži kažejo, da bodo morali astrofiziki standardni kozmološki model temeljito prerešetati. Veliki zid, ki so ga odkrili s pomočjo izbruhov sevanja gama, meri 10 milijard svetlobnih let, in takšno velikost je dosegel že pred približno 10 milijardami let. Takrat pa tako velikih struktur glede na model ne bi smelo (še) biti.

Prvič so strukture medgalaktičnega plina zaznali začetek letošnjega leta, poroča Portal v vesolje. A takratna zaznava je bila manj posredna, bolj izračuna kot posnetek. Takrat so mrežo mapirali z odčitki popačenja v svetlobi. Tokrat pa gre za prvo neposredno opazovanje masivnih, medgalaktičnih oblakov plina.

Zanimivost: simulirani posnetek mrežne strukture vesolja so pred časom primerjali s podobo nevronskih povezav v mišjih možganih. Vsaj na pogled niti niso tako zelo različna.

Pripeto: Videa, ki ponazorita prostorsko razporeditev galaksij in drugih struktur v naši "lokalni" galaktični soseščini. Prvi prikaže simulirano potovanje do Device, drugi pa bolj splošno 3D-ponazoritev. Opozorilo: Videa sta v angleščini.

Kvazar je eden najsvetlejših objektov v vesolju sploh. Pojavi se le v galaksijah, ki imajo v svojem središču supermasivno črno luknjo z maso več milijard naših Sonc. Ko velikanska črna luknja požira okoliško snov, se ta vrti okoli nje in pri tem doseže skoraj svetlobno hitrost. Sveti torej ne črna luknja sama, temveč okoli sebe ustvari izjemno svetel obroč vrteče se in sevajoče snovi.

Teorija velikega poka pravi, da je poglavitni dejavnik, ki določa obliko vesolja, sila težnosti (gravitacija). Obenem gravitacija ne pojasni obstoječega stanja, saj bi se morale glede na zaznavni del stvarnosti galaksije razpršiti in odleteti narazen. Ker se to ne zgodi, so si kot "lepilo", ki drži galaksije skupaj, izmislili temno snov. Za zdaj kaže, da koncept drži.