Ο Γαλαξίας Γαλαξίας, που έχει διάμετρο 100.000 έως 180.000 έτη φωτός (31 - 55 kiloparsecs) και περιέχει 100 έως 400 δισεκατομμύρια αστέρια, είναι τόσο απέραντος που προκαλεί το μυαλό. Και όμως, όταν πρόκειται για τη μεγάλης κλίμακας δομή του Σύμπαντος, ο γαλαξίας μας είναι απλώς μια σταγόνα στον κάδο. Κοιτώντας μακρύτερα, οι αστρονόμοι σημείωσαν ότι οι γαλαξίες σχηματίζουν συστάδες, οι οποίες με τη σειρά τους σχηματίζουν υπερκαυστήρες - τις μεγαλύτερες γνωστές δομές στο Σύμπαν.
Το supercluster στο οποίο κατοικεί ο γαλαξίας μας είναι γνωστό ως Laniakea Supercluster, το οποίο εκτείνεται σε 500 εκατομμύρια έτη φωτός. Αλλά χάρη σε μια νέα μελέτη από μια ομάδα Ινδών αστρονόμων, μόλις εντοπίστηκε ένα νέο supercluster που προκαλεί ντροπή σε όλα τα προηγούμενα γνωστά. Γνωστό ως Saraswati, αυτός ο υπερσυμπιεστής έχει διάμετρο πάνω από 650 εκατομμύρια έτη φωτός (200 megaparsecs), καθιστώντας το μία από τις μεγαλύτερες κατασκευές μεγάλης κλίμακας στο γνωστό Σύμπαν.
Η μελέτη, η οποία εμφανίστηκε πρόσφατα στο Η Αστροφυσική Εφημερίδα με τον τίτλο «Saraswati: Ένα εξαιρετικά μαζικό ~ 200 Megaparsec Scale Supercluster», διεξήχθη από αστρονόμους από το Inter University Center for Astronomy & Astrophysics (IUCAA) και από το Ινδικό Ινστιτούτο Επιστήμης Εκπαίδευσης και Έρευνας (IISER), με βοήθεια από ορισμένα ινδικά πανεπιστήμια.
Για χάρη της μελέτης τους, η ομάδα βασίστηκε σε δεδομένα που ελήφθησαν από το Sloan Digital Sky Survey (SDSS) για την εξέταση της μεγάλης κλίμακας δομής του Σύμπαντος. Στο παρελθόν, οι αστρονόμοι διαπίστωσαν ότι ο Κόσμος είναι ιεραρχικά συναρμολογημένος, με γαλαξίες να είναι διατεταγμένοι σε συστάδες, υπερκείμενα, φύλλα, τοίχους και νήματα. Αυτά χωρίζονται από τεράστια κοσμικά κενά, τα οποία μαζί δημιουργούν την τεράστια δομή «Κοσμικός Ιστός» του Σύμπαντος.
Οι υπερκατασκευές, οι οποίες είναι οι μεγαλύτερες συνεκτικές δομές στον Κοσμικό Ιστό, είναι βασικά αλυσίδες γαλαξιών και συστάδων γαλαξιών που μπορούν να επεκταθούν για εκατοντάδες εκατομμύρια έτη φωτός και να περιέχουν τρισεκατομμύρια αστέρια. Στο τέλος, η ομάδα βρήκε ένα supercluster που βρίσκεται περίπου 4 δισεκατομμύρια (1226 megaparsecs) έτη φωτός από τη Γη - στον αστερισμό Ιχθύων - με πλάτος 600 εκατομμύρια έτη φωτός και μπορεί να περιέχει ισοδύναμο μάζας άνω των 20 εκατομμυρίων δισεκατομμυρίων ήλιων.
Έδωσαν σε αυτόν τον υπερσυμπιεστή το όνομα «Saraswati», το όνομα ενός αρχαίου ποταμού που έπαιξε σημαντικό ρόλο στην εμφάνιση του ινδικού πολιτισμού. Η Saraswait είναι επίσης το όνομα μιας θεάς που λατρεύεται στην Ινδία σήμερα ως φύλακας των ουράνιων ποταμών και της θεάς της γνώσης, της μουσικής, της τέχνης, της σοφίας και της φύσης. Αυτό το εύρημα ήταν ιδιαίτερα εκπληκτικό, δεδομένου ότι ο Saraswati ήταν μεγαλύτερος από το αναμενόμενο.
Ουσιαστικά, το supercluster εμφανίστηκε στα δεδομένα SDSS όπως θα είχε όταν το Σύμπαν ήταν περίπου 10 δισεκατομμύρια χρόνια. Επομένως, όχι μόνο ο Saraswati είναι ένας από τους μεγαλύτερους υπερκαυστήρες που έχει ανακαλυφθεί μέχρι σήμερα, αλλά η ύπαρξή του εγείρει κάποια σοβαρά ερωτήματα σχετικά με τα σημερινά κοσμολογικά μοντέλα μας. Βασικά, το κυρίαρχο μοντέλο για την κοσμική εξέλιξη δεν προβλέπει ότι μια τέτοια υπερκατασκευή θα μπορούσε να υπάρχει όταν το Σύμπαν ήταν 10 δισεκατομμύρια χρόνια.
Γνωστή ως το μοντέλο "Cold Dark Matter", αυτή η θεωρία προβλέπει ότι μικρές κατασκευές (δηλαδή γαλαξίες) σχηματίστηκαν πρώτα στο Σύμπαν και μετά συγκεντρώθηκαν σε μεγαλύτερες δομές. Ενώ υπάρχουν παραλλαγές σε αυτό το μοντέλο, κανένας δεν προβλέπει ότι κάτι τόσο μεγάλο όσο ο Saraswati θα μπορούσε να υπήρχε πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Εξαιτίας αυτού, η ανακάλυψη μπορεί να απαιτήσει από τους αστρονόμους να επανεξετάσουν τις θεωρίες τους για το πώς το Σύμπαν έγινε αυτό που είναι σήμερα.
Για να το θέσουμε απλά, ο υπερσυμπιεστής Saraswati σχηματίστηκε σε μια εποχή που η Σκοτεινή Ενέργεια άρχισε να κυριαρχεί στον σχηματισμό της δομής, αντικαθιστώντας τη βαρύτητα ως την κύρια δύναμη που διαμορφώνει την κοσμική εξέλιξη. Όπως εξήγησε ο Joydeep Bagchi, ερευνητής από την IUCAA και ο κύριος συγγραφέας της εφημερίδας, και συν-συγγραφέας Shishir Sankhyayan (του IISER) σε δελτίο τύπου της IUCAA:
«Ήμασταν πολύ έκπληκτοι που είδαμε αυτόν τον τεράστιο γαλαξία που μοιάζει με τείχος… Αυτός ο υπερκείμενος είναι σαφώς ενσωματωμένος σε ένα μεγάλο δίκτυο κοσμικών νημάτων που εντοπίζονται από συστάδες και μεγάλα κενά. Στο παρελθόν, έχουν αναφερθεί μόνο λίγα συγκριτικά μεγάλα υπερσυστήματα, για παράδειγμα η «Συγκέντρωση Shapley» ή το «Σλοβενικό Σινικό Τείχος» στο κοντινό σύμπαν, ενώ ο υπερσυμπυκνωτής «Saraswati» είναι πολύ πιο μακρινός. Η δουλειά μας θα βοηθήσει να ρίξει φως στην προβληματική ερώτηση. πώς τόσο μεγάλης κλίμακας, εξέχουσες βελτιώσεις στην πυκνότητα ύλης είχαν σχηματιστεί δισεκατομμύρια χρόνια στο παρελθόν, όταν η μυστηριώδης σκοτεινή ενέργεια μόλις άρχισε να κυριαρχεί στον σχηματισμό δομών. »
Ως εκ τούτου, η ανακάλυψη αυτού του πιο μαζικού υπερκαυστήρα μπορεί να ρίξει φως στο πώς και πότε η Σκοτεινή Ενέργεια έπαιξε σημαντικό ρόλο στο σχηματισμό υπερκαλλιεργητών. Ανοίγει επίσης την πόρτα σε άλλες κοσμολογικές θεωρίες που ανταγωνίζονται το μοντέλο CDM, οι οποίες μπορεί να προσφέρουν πιο συνεπείς εξηγήσεις για το γιατί ο Saraswati θα μπορούσε να υπάρξει 10 δισεκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang.
Ένα πράγμα είναι σαφής σκέψη: αυτή η ανακάλυψη αποτελεί μια συναρπαστική ευκαιρία για νέα έρευνα για τον κοσμικό σχηματισμό και την εξέλιξη. Και με τη βοήθεια νέων οργάνων και εγκαταστάσεων παρατήρησης, οι αστρονόμοι θα είναι σε θέση να δουν τον Saraswait και άλλους υπερκαυστήρες τα επόμενα χρόνια και να μελετήσουν πώς επηρεάζουν το κοσμικό τους περιβάλλον.
