Zašto Sve Susedne Galaksije Beže — Osim Andromede? Novi Model Otkriva Ogroman Plošan Sloj Tamne Materije

Novo istraživanje predlaže da je naš lokalni univerzum strukturisan kao ogroman, spljošten list mase — pretežno tamne materije — koji se prostire na desetine miliona svetlosnih godina. Taj „list" menja gravitacione odnose u okolini Mlečnog Puta i objašnjava zašto većina bliskih velikih galaksija deluje kao da bježi od nas, dok se samo Andromeda kreće ka nama.

Kako je nastala zagonetka?

Hablov tok (Hubble flow) opisuje širenje prostora: galaksije se udaljavaju brzinama proporcionalnim njihovoj udaljenosti, kako je otkrio Edwin Hubble. Međutim, Andromeda (M31), udaljena oko 2,5 miliona svetlosnih godina, približava se Mlečnom Putu brzinom ~68 milja u sekundi (~110 km/s), dok većina drugih velikih susednih galaksija ipak prati Hablov tok i udaljava se.

Šta su pokazale simulacije?

Istraživači su pokrenuli niz kosmoloških simulacija koje počinju od raspodele gustine utvrđene u kosmičkom mikrotalasnom zračenju (CMB) i reprodukuju karakteristike lokalnog okruženja — uključujući masu, položaj i brzinu Mlečnog Puta i Andromede, kao i 31 galaksiju neposredno izvan Lokalnog Skupa do udaljenosti ~32 miliona svetlosnih godina.

Rezultat: masa koja se nalazi tik izvan Lokalnog Skupa, uključujući tamnu i vidljivu materiju, nije raspoređena sferno već je razvučena u širok, spljošten „list" koji se proteže na desetine miliona svetlosnih godina i nastavlja van dometa simulacije. Galaksije smeštene u tom listu osećaju gravitaciono „povlačenje" u spoljašnje smerove, što delimično ili gotovo potpuno kompenzuje privlačenje koje na njih vrše Mlečni Put i Andromeda.

The average distribution of dark matter in the local universe, showing Andromeda and the Milky Way as the two bright-orange blobs at center and the 31 nearby galaxies outside the Local Group as cyan dots. The left image looks down on the flat sheet of dark matter and galaxies, while the right image views it from the side. | Credit: Max Planck Institute for Astrophysics

"Posmatrane brzine bliskih galaksija i zajednička masa Mlečnog Puta i Galaksije Andromede mogu se ispravno objasniti samo ovom 'ravnom' raspodelom mase," rekao je Simon White, koautor studije i direktor emeritus Max Planck Institute for Astrophysics.

Uloga praznina (voida) i "zidova"

Studija takođe naglašava da su regioni iznad i ispod tog lista siromašni galaksijama — tzv. lokalni voidi. U oblastima gde je početna gustina bila ispod proseka, prostor se širio brže i gurnuo materiju u obližnje „zidove". Zato u pravcima iz kojih bi druge strukture mogle da padaju prema nama jednostavno nema značajnog broja galaksija: one su koncentrisane u pomenutim pločama, a ne u prazninama.

Posledica ovoga je da samo Andromeda, koja je gravitaciono vezana za Mlečni Put unutar Lokalnog Skupa, ide prema nama, dok galaksije smeštene u spljoštenom spoljnom listu deluju kao da bježe — jer ih udaljenija masa tog lista vuče u suprotnom smeru.

Šta to znači za kosmologiju?

Model koji su autori konstruisali dobro se uklapa u standardni kosmološki okvir Lambda‑CDM i uspešno reprodukuje raspodelu položaja i brzina lokalnih galaksija. Dalje posmatranje i poboljšane simulacije mogu potvrditi postojanje i geometriju ovog plošnog rasporeda i pomoći da bolje razumemo kako gravitacija oblikuje lokalnu strukturu univerzuma.

Autori takođe beleže da su galaksije velikih galaktičkih širina udaljenije od nas primećene kako padaju prema tom listu brzinama od nekoliko stotina kilometara na sat; otkrivanje dodatnih takvih struktura iz pravca voida bi dodatno potkrepilo nalaze.

Studija je objavljena 27. januara u časopisu Nature Astronomy. Vodeći autor je Ewoud Wempe (University of Groningen).