Se desideri individuare il tuo posto nell’Universo, inizia con il tuo indirizzo cosmico. Abiti sulla Terra->Sistema Solare->Via Lattea->Gruppo Locale->Cluster della Vergine->Supercluster della Vergine->Laniakea. Grazie ai nuovi sondaggi del cielo profondo, gli astronomi ora pensano che tutti questi luoghi facciano parte di una struttura cosmica ancora più grande nelle “vicinanze” chiamata Concentrazione di Shapley.

Gli astronomi si riferiscono alla Concentrazione di Shapley come a un “bacino di attrazione”. Si tratta di una regione ricca di massa che funge da “attrattore”. È un’area che contiene numerosi cluster e gruppi di galassie e comprende la maggiore concentrazione di materia nell’Universo locale. Tutte queste galassie, insieme alla materia oscura, contribuiscono con la loro influenza gravitazionale alla Concentrazione. Ci sono molti di questi bacini nell’Universo, incluso Laniakea. Gli astronomi stanno lavorando per mappare più precisamente questi bacini, il che dovrebbe aiutare a fornire una mappa più accurata delle strutture più grandi nell’Universo.

Un segmento del Supercluster di Laniakea, un bacino locale di attrazione. Questa struttura contiene molte galassie e cluster, compresa la nostra Via Lattea. Credito: SDvision software di visualizzazione interattiva di DP al CEA/Saclay, Francia.
Un gruppo, guidato dall’astronomo R. Brent Tully dell’Università delle Hawaii, ha misurato i movimenti di circa 56.000 galassie per comprendere questi bacini e la loro distribuzione nello spazio. “Il nostro universo è come una gigantesca rete, con galassie che si trovano lungo filamenti e si raggruppano in nodi dove le forze gravitazionali le uniscono,” ha dichiarato Tully. “Proprio come l’acqua scorre all’interno dei bacini idrografici, le galassie fluiscono all’interno dei bacini cosmici di attrazione. La scoperta di questi bacini più grandi potrebbe cambiare profondamente la nostra comprensione della struttura cosmica.”
Flussi Cosmi e Mappatura delle Strutture
Il team di Tully si chiama CosmicFlows e studia i movimenti di quelle galassie distanti. I sondaggi di “redshift” del team hanno rivelato un possibile cambiamento nella dimensione e scala del nostro bacino galattico locale di attrazione. Già sappiamo che “viviamo” in Laniakea, che misura circa 500 milioni di anni luce di diametro. Tuttavia, i movimenti di altri cluster indicano che esiste un “attrattore” più grande che dirige il flusso dei cluster. I dati di CosmicFlows suggeriscono che potremmo essere parte della Concentrazione di Shapley, che potrebbe avere un volume dieci volte quello di Laniakea. Rappresenta circa la metà del volume della struttura più grande nello spazio, conosciuta come “il Grande Muro”, una serie di galassie che si estende per 1,4 miliardi di anni luce.

Diversi supercluster sono stati rivelati dal 2dF Galaxy Redshift Survey. Qui si trova la struttura nota come “Sloan Great Wall”. Cortesia 2dF Galaxy Redshift Survey.
La Concentrazione di Shapley è stata osservata per la prima volta dall’astronomo Harlow Shapley negli anni ’30 come una “nuvola” nella costellazione del Centauro. Questo supercluster appare lungo la direzione di movimento del Gruppo Locale di galassie (dove ci troviamo). Per questo motivo, gli scienziati hanno ipotizzato che potesse influenzare il movimento peculiare della nostra galassia. È interessante notare che il Supercluster della Vergine (insieme al Gruppo Locale e alla Via Lattea) sembra muoversi verso la Concentrazione di Shapley. I sondaggi che Tully e altri stanno conducendo dovrebbero confermare quel movimento verso ciò che li attrae.
Esplorazione di Strutture Sempre più Grandi nell’Universo
Da dove provengono questi bacini di attrazione? In un certo senso, sono antichi come l’Universo e la sua rete cosmica di materia a cui Tully si riferisce. I semi per la rete e quei bacini di attrazione sono stati piantati circa 13,8 miliardi di anni fa. Dopo il Big Bang, l’Universo in fase embrionale si trovava in uno stato caldo e denso. Man mano che si espandeva e si raffreddava, la densità della materia iniziava a fluttuare. C’erano piccole differenze in queste fluttuazioni di densità. Pensale come i primi “semi” di galassie, gruppi di galassie e strutture ancora più vaste che osserviamo nell’Universo di oggi.

Questa mappa dettagliata della radiazione cosmica di fondo è creata da sette anni di dati. Mostra le strutture “seme” delle galassie nell’Universo embrionale. Credito: NASA
Man mano che gli astronomi sondano il cielo, trovano prove per tutte quelle diverse strutture. Ora, devono spiegarle. L’idea che la Concentrazione di Shapley sia il grande bacino a cui appartiene il nostro Laniakea implica che i modelli cosmologici attuali non spiegano adeguatamente la sua esistenza.
“Questa scoperta presenta una sfida: i nostri sondaggi cosmici potrebbero non essere ancora abbastanza ampi per mappare l’intera estensione di questi enormi bacini,” ha affermato l’astronomo Ehsan Kourkchi dell’UH. “Stiamo ancora guardando attraverso enormi occhi, ma anche questi occhi potrebbero non essere abbastanza grandi per catturare l’intera immagine del nostro universo.”
Misurare gli Attrattori
L’attore principale in tutte queste galassie, cluster e supercluster è la gravità. Maggiore è la massa, maggiore è l’influenza della gravità sui movimenti e sulla distribuzione della materia. Per questi bacini di attrazione, il team di ricerca di Tully ha esaminato il loro impatto sui movimenti delle galassie nella regione. I bacini esercitano una sorta di “gioco del tira e molla” sulle galassie che si trovano tra di loro. Questo influenza i loro movimenti. In particolare, i sondaggi di redshift come quelli condotti dal team di Tully mapperanno il movimento radiale (lungo la linea di vista), le velocità (quanto velocemente si muovono) e altri movimenti correlati. Mappando le velocità delle galassie in tutto il nostro Universo locale, il team può definire la regione dello spazio in cui ogni supercluster domina.

Naturalmente, questi movimenti sono difficili da definire. Ecco perché il team effettua diversi tipi di misurazioni. Non stanno mappando solo il materiale luminoso nelle galassie. Devono anche considerare l’esistenza inferita della materia oscura. Ci sono anche altre complicazioni. Ad esempio, non tutte le galassie sono uguali: cioè, differiscono nelle loro forme (morfologia) e nella densità della materia. Gli astronomi possono aggirare questo problema misurando qualcosa chiamato “velocità peculiare delle galassie”. Questa è la differenza tra la sua velocità reale e la velocità “Hubble flow” prevista (che riflette le interazioni gravitazionali tra le galassie).
I risultati dei sondaggi del team di Tully dovrebbero fornire mappe 3D sempre più precise di queste regioni dello spazio. Ciò include le loro strutture così come i loro movimenti e velocità. Queste mappe, a loro volta, dovrebbero offrire una maggiore comprensione della distribuzione di tutta la materia (inclusa la materia oscura fredda) nell’Universo.
Per Maggiori Informazioni
Identificazione dei Bacini di Attrazione nell’Universo Locale (giornale)
Identificazione dei Bacini di Attrazione nell’Universo Locale (arXiv pdf)
Il Supercluster di Shapley: la Maggiore Concentrazione di Materia nell’Universo Locale (PDF)
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