見晴らしの良い場所から夜空を眺めると、天の川の太い帯が空を横切ります。しかし、私たちの銀河系の円盤を彩る星やちりは、私たちの銀河系の外にあるすべての銀河を研究している天文学者にとって歓迎すべき光景ではありません。それは、フロントガラスを横切る濃い縞模様の霧のようなものであり、大宇宙に関する私たちの知識を不完全なものにするぼやけです.天文学者はそれを回避ゾーンと呼んでいます。
Renée Kraan-Korteweg は、ゾーンの向こう側にあるものを明らかにするためにキャリアを費やしてきました。彼女は、1980 年代に古い測量写真プレートにオブジェクトの潜在的なクラスターのヒントを見つけたときに、背景にある壮大な何かの匂いを最初に捉えました。その後数十年にわたって、大規模な構造のヒントが次々と出てきました。
昨年末、Kraan-Korteweg らは、巨大な宇宙構造を発見したと発表しました。それは、何千もの銀河からなる「スーパークラスター」です。コレクションは 3 億光年に及び、街灯の後ろに隠れている鬼のように、銀河面の上と下の両方に広がっています。天文学者は、ほ座座の周りのおおよその位置から、ほ座超銀河団と呼んでいます。
ミルキー ウェイ ムーバーズ
天の川は、宇宙のすべての銀河と同じように動いています。宇宙自体が膨張しているため、宇宙のすべてが絶えず動いていますが、1970 年代以降、天文学者は固有速度と呼ばれる追加の運動を知っていました。これは、私たちが巻き込まれているように見える別の種類の流れです.銀河のローカルグループ-天の川、アンドロメダ、および数十の小さな銀河の仲間を含むコレクション-は、残りの部分に対して毎秒約600キロメートルで移動しますビッグバンからの放射線
過去数十年にわたり、天文学者はローカルグループを引っ張ったり押したりしている可能性のあるすべてのものを集計してきました.近くの銀河団、超銀河団、銀河団の壁、宇宙の空隙など、私たち自身の近隣に無視できない引力を及ぼしています.
最大のタグボートは、地球から約 5 億光年離れた場所に存在する 5000 万億個の太陽質量を持つ巨大なシャプレー超銀河団です (ほ座超銀河団から空にそれほど離れていません)。これは、ローカル グループの固有の速度の 4 分の 1 から 2 分の 1 を占めています。
残りの運動は、天文学者がすでに発見した構造では説明できません。そのため、天文学者は宇宙をさらに遠くまで観察し続け、天の川銀河の正味の引力に寄与する遠方の天体を集計しています。重力は距離の増加とともに減少しますが、その効果はこれらの構造のサイズの増加によって部分的に相殺されます。カナダのウォータールー大学の宇宙学者であるマイク・ハドソン氏は、「地図が外側に向かうにつれて、人々は調査の端にあるより大きなものを識別し続けています.もっと遠くを見ていますが、いつも見えないところにもっと大きな山があります。」これまでのところ、天文学者はローカル グループの動きの 1 秒あたり約 450 から 500 キロメートルしか説明できませんでした。
ただし、天文学者はまだ回避ゾーンを同じ深さまで完全に洗い流していません。また、ほ座超銀河団の発見は、手の届かないところに何か大きなものが存在する可能性があることを示しています。
2014 年 2 月、Kraan-Korteweg と南アフリカの西ケープ大学の天文学者である Michelle Cluver は、オーストラリアのアングロ オーストラリア望遠鏡で 6 晩にわたる観測を行い、ほ座超銀河団の地図作成に着手しました。ケープタウン大学の Kraan-Korteweg は、回避ゾーン内のガスとほこりが最も厚い場所を知っていました。彼女は、ゾーンを通して見る可能性が最も高い個々のスポットをターゲットにしました。目標は、彼女が言うように、構造の「スケルトン」を作成することでした。この装置の使用経験があった Cluver は、個々の銀河までの距離を読み取っていました。
このプロジェクトにより、ほ座超銀河団は実在し、空を横切って 20 度から 25 度広がっていると結論付けることができました。しかし、彼らはまだスーパークラスターの中心で何が起こっているのかを理解していません. 「壁が回避ゾーンを横切っているのが見えますが、壁が交差する場所は、ほこりのため、現時点ではデータがありません」とKraan-Korteweg氏は述べています.それらの壁はどのように相互作用していますか？彼らは合併し始めましたか？天の川の輝きに隠された、より密度の高いコアはありますか?
そして最も重要なことは、ほ座座の超銀河団の質量は?結局のところ、重力の引力、構造の構築を支配するのは質量です。
もやを見通す方法
ゾーンのほこりと星が光と赤外線の波長の光を遮りますが、電波はその地域を突き抜けることができます。そのことを念頭に置いて、Kraan-Korteweg は一種の宇宙無線ビーコンを使用して、回避ゾーンの最も厚い部分の背後にあるすべてのものをマッピングする計画を立てています.
この計画は、宇宙で最も単純で最も豊富なガスである水素にかかっています。原子状水素は、陽子 1 個と電子 1 個でできています。陽子も電子もスピンと呼ばれる量子的性質を持っており、これは各粒子に取り付けられた小さな矢印と考えることができます。水素では、これらのスピンは互いに平行に並んでいて、両方が同じ方向を向いているか、反対方向を向いている反平行になっています。時折、スピンが反転します — 平行な原子が反平行に切り替わります。これが起こると、原子は特定の波長の光子を放出します。
水素原子1個がこの電波を出す可能性は低いですが、中性の水素ガスがたくさん集まると、検出される可能性が高くなります。 Kraan-Korteweg と彼女の同僚にとって幸運なことに、ほ座銀河のメンバー銀河の多くには、このガスがたくさんあります。
その 2014 年の観測セッション中に、彼女と Cluver は、特定された銀河の多くが若い星をホストしている兆候を見ました。 「そして、若い星があれば、それは最近形成されたことを意味し、ガスが存在することを意味します」と、ガスは星を作る原料であるため、Kraan-Korteweg 氏は言いました。
天の川にもこの水素がいくらかあります — 観測を妨げる別の前景のかすみです。しかし、宇宙の膨張を利用して、ベラ構造に由来する水素を特定することができます。宇宙が膨張するにつれて、私たちのローカルグループの外にある銀河を引き離し、電波光をスペクトルの赤い端に向かってシフトさせます.ケープタウン大学の天文学者で、Vela Supercluster 発見チームの一員である Thomas Jarrett 氏は、次のように述べています。
Kraan-Korteweg 氏のキャリアを通じた研究により、ほ座超銀河団で約 5,000 個の銀河が掘り出されましたが、この中性水素ガスの十分に感度の高い電波調査により、その数が 3 倍になり、天の川銀河の最も密度の高い部分の背後にある構造が明らかになると確信しています。ディスク。
そこで登場するのが MeerKAT 電波望遠鏡です。南アフリカの小さな砂漠の町、カーナボンの近くにあるこの装置は、地球上のどの電波望遠鏡よりも感度が高くなります。 64 番目で最後のアンテナ ディッシュが 10 月に設置されましたが、いくつかのディッシュはまだ連結してテストする必要があります。今年の終わりまでに 32 皿の半分のアレイが稼働し、来年初めには完全なアレイが稼働する予定です。
Kraan-Korteweg はこの 1 年間、このハーフ アレイ ステージで時間を観察することを求めてきましたが、要求された 200 時間の時間が与えられない場合、彼女はフル アレイで 50 時間を望んでいます。どちらのオプションも同じ感度を提供し、彼女と彼女の同僚は、数百光年離れた何千もの個々の銀河で中性水素の電波信号を検出する必要があります。そのデータを武器に、彼らは完全な構造が実際にどのように見えるかをマッピングすることができます.
宇宙盆地
リヨン大学の天文学者エレーヌ・クルトワは、ヴェラのマッピングに別のアプローチを取っています。彼女は流域や流域と比較する宇宙の地図を作成します。空の特定の領域では、流域内のすべての雨が単一の湖または小川に流れ込むように、銀河は共通点に向かって移動します。彼女と彼女の同僚は、境界、つまり物質がいずれかの流域に向かって流れる転換点を探します。
数年前、Courtois と同僚はこの方法を使用して、ラニアケアと呼ばれる局所的な大規模構造を定義しようとしました。銀河と銀河団の定義はありますが、超銀河団や壁などの宇宙のより大きなスケールの構造については、一般的に合意された定義がないため、定義に重点を置くことが重要であるとクルトワは説明します。
問題の一部は、統計的に厳密な定義に到達するのに十分な数のスーパークラスターがないことです。私たちが知っているものをリストすることはできますが、何千もの銀河で満たされた集合構造として、スーパークラスターは未知の量の変動を示します.
現在、Courtois とその同僚は、さらに注意を向けています。 「ヴェラは最も興味をそそられます」とクルトワは言いました。 「引力の盆地、境界、ヴェラのフロンティアを測ってみたいと思います。」彼女は自分のデータを使用して、ベラに向かって移動する流れを見つけており、そこから、それらの流れを引っ張っている質量を推測できます。これらのフロー ラインを、銀河が物理的に集まっている場所を示す Kraan-Korteweg のマップと比較することにより、彼らは、超銀河団のほ座の密度とそれがどこまで伸びているかを調べることができます。 「2 つの方法は完全に補完的です」とクルトワは付け加えました。
2 人の天文学者は現在、ヴェラの地図で共同作業を行っています。それが完成すれば、天文学者たちはそれを使ってベラ座の質量を突き止め、ローカル グループの動きの残りの部分を解明できることを期待しています。「25 年間、私たちを悩ませてきた不一致です」と、Kraan-Korteweg 氏は述べています。スーパークラスターがその残りの動きに関与していなくても、回避ゾーンを介してそこにあるものから信号を収集することは、宇宙における私たちの位置を解決するのに役立ちます.
この記事は Wired.com に転載されました。
