Superklastrid: galaktikate hiigelkogumikud ja universumi suurstruktuurid
Superhulgad ehk superklastrid on suurimad teadaolevad gravitatsiooniga seotud või omavahel paigutunud galaktilised struktuurid — need koosnevad väiksematest galaktikagruppide ja galaktikakogumite kogumitest. Superklastrid on üks suurimaid teadaolevaid struktuure kosmoses ning moodustavad osa niinimetatud kosmilisest võrgust ehk "cosmic web'ist".
Mis on superklaster ja kui suur see on?
Superklastrid näitavad, et galaktikad universumis ei ole ühtlaselt jaotunud. Enamik, võib-olla isegi kõik galaktikad, asuvad rühmades või klastrites. Rühmades on tavaliselt mõnikümmend galaktikat, klastrites kuni mitu tuhat. Need rühmad ja klastrid koos isoleeritud galaktikatega moodustavad veelgi suuremaid kooslusi — superklastreid.
Superklastrite mõõtmed on väga suured: need ulatuvad tavaliselt mitmesaja miljoni kuni mitme miljardi valgusaasta skalale. Mõned megastruktuurid, mida superklastrid moodustavad (näiteks suured seinad ja filamendid), võivad ulatuda sadu miljoneid ja kuni miljardeid valgusaastaid ning hõlmata märkimisväärset osa vaadeldavast universumist. Superklastrid ei ole tavaliselt ühtlaselt tihedad: nende sees on tihedamad galaktikaklastrid ja suuremad madala tihedusega alad ehk tühjad (void'id).
Struktuur: filamendid, lehed, müürid ja vaakumid
Superklastrid ei paikne üksi, vaid moodustavad koos teiste struktuuridega suurema võrgustiku. Need suuremad moodustised kutsutakse sageli "filamentideks", "kompleksideks", "seinteks" või "lehtedeks" — näiteks tuntud näide on Suurt müür. Filamendid ühendavad klastreid ja superklastreid, samal ajal kui nende vahel esinevad suured vaakum- või tühjad alad, kus galaktikaid on väga vähe.
Kuidas superklastrid tekkisid?
Superklastrite teke on seotud universumi varajase tiheduse kõikumiste ja gravitatsiooniga. Väikesed tiheduse erisused pärast Suurt Pauku kasvasid aja jooksul gravitatsioonilise veojõu mõjul, kogudes kokku gaasi, tumeda aine ja galaktikate eellasi. Kosmoloogilised simulatsioonid, tuginedes mudelile Lambda-CDM ja tumeda aine olemasolule, näitavad, kuidas väikestest tiheduse kõikumistest arenesid välja filamendid, lehed, klastrid ja lõpuks superklastrid.
Superklastrite olemasolu ja nende sisemised suunad (näiteks galaktikate pöörlemistelgede joondumine filamentide suhtes) annavad meile vihjeid galaktikate tekkimise ja evolutsiooni protsessidest varases universumis. Mõned superklastrid võivad olla suures plaanis gravitatsiooniliselt seotud ja aeglaselt kokku kukkuda, teised aga on kosmoloogilise laienemise tõttu lõplikult laiali paisumas ning ei ole pikemas perspektiivis täielikult gravitatsiooniliselt seotud.
Kuidas me superklastreid uurime?
Superklastrite avastamine ja kaardistamine põhineb eelkõige galaktikate punanihe (redshift) mõõtmistel, suurtel galaktikauuringutel ja kosmoloogilistel simulatsioonidel. Suured punaniheduse uuringud (nt SDSS ja teised pildiuuringud) on võimaldanud kaardistada miljoneid galaktikaid ja paljastada nende suurstruktuurid. Lisaks kasutatakse ka gravitatsioonilist mikrolensingut, kosmilise mikrolaine tausta ja galaktikate liikumise (erivedu) uurimist, et mõista massijaotust ja tumeda aine rolli superklastrite moodustumises.
Miks superklastrid on tähtsad?
- Struktuuri mõistmine: superklastrid annavad ülevaate universumi suurimast skaalast ja sellest, kuidas aine laiali jaotub.
- Kosmoloogilised testid: nende jaotus, suurus ja massijaotus aitavad piirata kosmoloogilisi mudeleid ja parameetreid (nt tumeda aine ja tumeda energia omadused).
- Galaktikate evolutsioon: superklastrite keskkond mõjutab galaktikate moodustumist, tähti moodustamise kiirust ja galaktilist interaktsiooni.
Tuntud näited
Tuntud superklastrite ja megastruktuuride hulka kuuluvad näiteks Laniakea (mille meie Linnutee on osa), Shapley superklaster ja mitmed "suurte müüride" näited. Need struktuurid aitavad illustreerida, kuidas galaktikad ja galaktikakogumid organiseeruvad universumi suurimal skaalal.
Kokkuvõte
Superklastrid on universumi kõige suuremad tuntud struktuurid, mis koosnevad galaktikagruppidest, klastritest ja neid ühendavatest filamentidest. Nende uurimine valgustab kosmose võrgustiku tekkimist, tumeda aine rolli ning annab olulisi piiranguid meie kosmoloogilistele mudelitele. Kuigi need struktuurid võivad ulatuda väga suurtele kaugustele ja hõlmata suuremaid kosmoseosi, sisaldavad nad ka suuri tühje alasid ning pole alati kogu ulatuselt püsivalt gravitatsiooniliselt seotud.
Maale kõige lähemal asuvate superhulga ja tühimike kaart
Abell 901/902 superhulga kaugus Maast on veidi üle kahe miljardi valgusaasta.
Küsimused ja vastused
K: Mis on superaasid?
V: Superklastrid on suurte väiksemate galaktikagruppide ja galaktikakogumite kogumid, mis moodustavad mõned kosmose suurimad teadaolevad struktuurid.
K: Kas galaktikad on universumis ühtlaselt jaotunud?
V: Ei, galaktikad ei ole universumis ühtlaselt jaotunud.
K: Mis on grupid ja klastrid superparvede kontekstis?
V: Rühmades on mõnikümmend galaktikat ja klastrites kuni mitu tuhat galaktikat.
K: Millised on rühmade, klastrite ja isoleeritud galaktikate moodustatud suuremad kogumid?
V: Need moodustavad veelgi suuremaid kogumikke, mida nimetatakse superhulmadeks.
K: Millised on suuremad struktuurid, mida superhunnikud ise moodustavad?
V: Nad moodustavad veelgi suuremaid struktuure, mida nimetatakse "filamentideks", "kompleksideks", "seinteks" või "lehtedeks", nagu Suur Müür.
K: Kui suure osa vaadeldavast universumist hõlmavad need suuremad struktuurid?
V: Nad katavad rohkem kui 5% vaadeldavast universumist.
K: Kas superklastrite sees on palju galaktikaid?
V: Jah, superklastrite sees on palju galaktikaid, kuid on ka suuri tühimikke, kus on vähe galaktikaid. Superklastrid jagunevad sageli klastrite rühmadeks, mida nimetatakse "galaktikapilvedeks".
