Астрономы построили самую подробную карту движения галактик в Местном сверхскоплении, промоделировав траектории около 1400 звездных систем в течение последних 13 миллиардов лет. Это позволяет понять эволюцию и структуру сверхскоплений, составляющих крупномасштабную структуру Вселенной и предсказать их дальнейшее поведение. Научная работа опубликована в журнале The Astrophysical Journal, ее препринт доступен на портале arXiv.org.
Местное сверхскопление галактик или Суперкластер Девы является частью крупномасштабной структуры Вселенной, входит в сверхскопление Ланиакея и состоит из нескольких галактических нитей, содержащих около 100 скоплений и галактических групп, в том числе нить Местный Лист, содержащую Местную группу галактик, в которую входит Млечный Путь и ближайшая к нам крупная галактика Туманность Андромеды, а также примыкающий к нити Местный войд. Размер Местного сверхскопления — около 110 миллионов световых лет в поперечнике. Предполагается, что большую часть массы сверхскопления составляет темная материя, а само оно движется по направлению к гравитационной аномалии Великий аттрактор (подробнее про него читайте в нашем специальном материале).
Группа астрономов под руководством Эдварда Шайи (Edward Shaya) из университета Мэриленда поставила себе цель промоделировать движение галактик в Местном сверхскоплении для понимания динамики галактических потоков и их роли в процессе расширения Вселенной. По словам авторов, это похоже на изучение современной географии Земли на основе движения тектонических плит. Для моделирования использовался метод численных действий (Numerical Action Method или NAM), учитывалось неоднородное распределение массы и гравитационного поля в сверхскоплении. Расстояния до галактик и их скорости были взяты из различных обзоров, таких как Cosmicflows-1,2,3. Сами галактики представлялись как небольшие сферы, из-за чего не учитывалось гравитационное взаимодействие на близких расстояниях между отдельными галактиками и связанное с этим изменение их форм.
Всего в модели было 1382 галактики, причем как отдельные, так и объединенные в группы и скопления, располагавшиеся в области, размером около 100 миллионов световых лет в поперечнике. Галактики начинают движение при значении красного смещения z=4 и завершают при достижении наблюдаемых сегодня положений на небе. Отмечается, что данное моделирование достаточно упрощенное и не в полной мере воспроизводит реальные пути галактик — траектории физически правдоподобны, но не уникальны.
Результаты моделирования можно посмотреть на видео или более подробно в отдельной 3D-схеме. Лишь некоторые из отдельных галактик или групп совершали сложные взаимодействия друг с другом, большинство объектов двигались по простым траекториям. Млечный Путь и Туманность Андромеды в течение ближайших 5 миллиардов лет сольются, образовав систему с массой около 5,15×1012 масс Солнца. «Гравитационным аттрактором» в Местном суперскоплении является галактическое скопление Девы, в будущем почти все галактики, которые в настоящее время находятся в пределах 40 миллионов световых лет от этого скопления, станут его частью. Можно выделить еще несколько галактических потоков, например по направлению к скоплению Центавра и области Великого Аттрактора, а также общее движение галактик от Местного войда. Кроме того, при положительных значениях координаты SGX заметно влияние на траектории галактик гравитации соседнего суперскопления Персея-Рыб. Исследователи отмечают, что проделанная ими работа показала важность учета приливных сил и ассиметричного распределения массы в суперскоплении для создания более реалистичных моделей элементов крупномасштабной структуры Вселенной.
Ранее мы рассказывали о том, что ученые нашли следы столкновений галактик в скоплении Пандоры, как предсмертный снимок телескопа «Хитоми» помог узнать о движении газа в скоплении галактик в Персее и как выглядит скопление галактик в Печи на снимке телескопа VLT.
Александр Войтюк