Hercules–Corona Borealis: fakta om universums största superstruktur
Upptäck Hercules–Corona Borealis: fakta om universums största superstruktur — 10 miljarder ljusår, gammastrålar, upptäckt 2013 och dess betydelse för kosmologin.
Den stora muren Hercules–Corona Borealis är den största kända superstrukturen i universum.
Vad är Hercules–Corona Borealis?
Hercules–Corona Borealis, ofta kallad den stora muren Hercules–Corona Borealis eller HCB, är en mycket vidsträckt samling av galaxer och materia som bildar ett jättelikt mönster i rymden. Strukturen anges ofta till ungefär 10 miljarder ljusår i längd, omkring 7,2 miljarder ljusår i bredd och nästan 1 miljard ljusår tjock, och ligger cirka 10 miljarder ljusår bort i konstellationerna Hercules och Corona Borealis, därav namnet.
Hur upptäcktes den?
Upptäckten offentliggjordes i november 2013. Astronomer kartlade himlen med hjälp av data från robotsatelliter som Swift och Fermi under perioden 1997–2012. Dessa satelliter detekterar gammastrålar – mycket kraftfulla, kortvariga explosioner (gamma-ray bursts, GRB) som uppstår när mycket massiva stjärnor kollapsar eller när två kompaktobjekt sammansmälter. Ett typiskt gammastrålningsutbrott frigör under en bråkdel av en sekund mer energi än vad solen gör under hela sitt liv på 10 miljarder år.
Eftersom gammastrålningsutbrott är extremt sällsynta – ungefär ett utbrott per typisk galax vartannat miljonte år – fungerar de som praktiska markörer för att hitta avlägsna, massiva stjärnor och därmed täta områden av materia. I kartan upptäckte forskarna att 14 sådana utbrott hade mycket likartade rödskiftningar och låg nära varandra på himlen. Det tolkades som tecken på en mycket stor samling galaxer och materia i just det området.
Storlek och jämförelser
Att jämföra skalan hjälper till att förstå hur enorm denna struktur är. Vintergatan, vår egen galax, är endast runt 100 000 ljusår i diameter. Avståndet till Andromedagalaxen är cirka 2,5 miljoner ljusår. Den tidigare största strukturen som ofta nämns, Huge-LQG (Huge Large Quasar Group), anges i vissa uppskattningar till flera miljarder ljusår i utsträckning. Hercules–Corona Borealis är alltså av ett helt annat storleksordning än de strukturer vi normalt föreställer oss i vår närmaste kosmiska omgivning.
Varför väcker fyndet frågor?
Upptäckten utmanar den så kallade kosmologiska principen – en grundläggande föreställning i modern kosmologi, som bland annat Albert Einstein jobbade inom ramen för. Den kosmologiska principen säger enkelt uttryckt att rymden är statistiskt homogen och isotropisk på stora skalor: om man tittar på områden som är tillräckligt stora (vanligtvis brukar gränser som 250–300 miljoner ljusår nämnas) bör de se i stort sett likadana ut. Utifrån dessa idéer förväntas maximala sammanhängande strukturer vara av ordningen upp till någon miljard ljusår — inte flera miljarder.
Hercules–Corona Borealis uppskattas vara flera gånger större än den gränsen, vilket om det står sig skulle utmana antagandet att materian är jämnt fördelad i universum på de största skalorna. Dessutom ser vi strukturen sådan den såg ut för cirka 10 miljarder år sedan, när det sammanlagda universums ålder var betydligt yngre (ungefär 3–4 miljarder år gammalt). Hur en struktur av denna storlek kunde bildas så tidigt i universums historia är för närvarande oklart, och även upptäckaren Istvan Horvath har uttryckt att han inte vet hur den har kunnat formas under den avsedda tiden.
Alternativa förklaringar och vetenskaplig utvärdering
Det är viktigt att poängtera att fyndet inte är odiskutabelt bekräftat. Vetenskapen kräver upprepning och kritisk granskning, och flera aspekter gör tolkningen osäker:
- Statistik: Antalet observerade gammastrålningsutbrott med kända rödskiftningar är relativt litet. Med små datamängder kan slumpmässiga kluster iakttas som verkar signifikanta men som kan vara statistiska fluktuationer.
- Urvalseffekter: Observationer av GRB och mätning av rödskift påverkas av instrumentens känslighet, observationstider och himmelsövervakningens täckning. Dessa faktorer kan ge skevheter i var och när GRB registreras.
- Alternativa tolkningar: Det kan röra sig om en kombination av flera mindre strukturer, projektionseffekter längs vår siktlinje, eller andra kosmologiska variationer snarare än en enda sammanhängande ”mur”.
Flera forskargrupper har därför analyserat data med andra metoder eller ytterligare dataset och kommit fram till olika slutsatser: vissa menar att klustret är statistiskt betydande, andra att det troligen är en effekt av urval och små tal. Sammanfattningsvis är frågan fortfarande öppen och under aktiv forskning.
Vad krävs för att avgöra saken?
För att tydligare avgöra om Hercules–Corona Borealis är en verklig, fysisk superstruktur krävs fler och bättre data:
- Fler GRB med säkra rödskiftesmätningar, särskilt i det berörda området på himlen.
- Oberoende observationer från stora galaxisurveys och kartläggningar av kvasar och galaxkluster vid motsvarande rödskift.
- Förbättrade statistiska analyser som tar hänsyn till urvalseffekter och observationella begränsningar.
Betydelsen för kosmologin
Om Hercules–Corona Borealis verkligen är en sammanhängande struktur i den storleksordningen skulle det tvinga kosmologer att ompröva vissa antaganden om hur materia fördelas på stora skalor och hur snabbt strukturer kan växa i det unga universum. Om fyndet däremot förklaras av statistiska eller observationsmässiga effekter, förstärker det vikten av noggrann datainsamling och analys innan stora slutsatser dras.
Sammanfattning: Hercules–Corona Borealis är en föreslagen, mycket stor struktur upptäckt genom klustring av gammastrålningsutbrott. Den utmanar våra föreställningar om universums homogenitet på stora skalor, men fyndet är fortfarande föremål för debatt och ytterligare undersökning. Forskarna behöver fler data och noggrannare analyser för att avgöra om det är en verklig superstruktur eller ett resultat av urval och statistik.
En massiv galaxhop med namnet MACS J0717.5+3745, som kan likna Hercules-Corona Borealis Great Wall.
Frågor och svar
F: Vad är den stora muren Herkules-Corona Borealis?
S: Hercules-Corona Borealis Great Wall är den största kända överbyggnaden i universum. Det är en enorm grupp av galaxer som bildar ett gigantiskt arkliknande mönster som är cirka 10 miljarder ljusår långt, 7,2 miljarder ljusår brett och nästan 1 miljard ljusår tjockt.
F: Hur upptäcktes den?
S: Hercules-Corona Borealis Great Wall upptäcktes i november 2013 genom att kartlägga gammastrålningsutbrott. Dessa är mycket ljusstarka explosioner av avlägsna, massiva stjärnor som på mindre än en tiondels sekund avger mer energi än vad solen gör under hela sitt liv på 10 miljarder år. Gammastrålningsutbrott är mycket sällsynta, men de kan användas för att spåra om det finns en galax eller en stor grupp materia i den riktningen. Astronomer kartlade dessa utbrott mellan 1997 och 2012 med robotsatelliterna Swift och Fermi och noterade något intressant. 14 gammastrålningsutbrott hade mycket liknande rödskiftningar och låg nära varandra, vilket tyder på att det fanns en stor grupp galaxer och materia i den regionen.
Fråga: Hur kan den här strukturen jämföras med andra strukturer?
S: Den stora kvasargruppen (den tidigare största strukturen) är 4 miljarder ljusår lång medan Vintergatan bara är 200 000 ljusår lång och avståndet från Vintergatan till Andromedagalaxen är bara 2,5 miljoner ljusår. Denna struktur är dock 10 miljarder ljusår lång, vilket gör den åtta gånger större än någon annan känd struktur.
Fråga: Vilken teori motsäger detta?
S: Denna upptäckt strider mot Albert Einsteins kosmologiska princip som säger att två områden i universum kommer att se likadana ut även om de är långt ifrån varandra så länge som dessa områden är större än 250-300 miljoner ljusår - den maximala storleken på strukturer måste vara omkring 1,2 miljarder ljusår enligt denna princip - men denna struktur överskrider denna gräns genom att den är 8 gånger större än förväntat, vilket strider mot Einsteins teori.
F: Varför är dess existens fortfarande ett mysterium?
S: Dess existens förblir mystisk eftersom den bildades inom 3,8 miljarder år, eftersom dess bildning skulle ha tagit längre tid med tanke på dess storlek - 10 miljarder ljusår - jämfört med när universum började för 13,8 miljarder år sedan, när dess ljus precis började närma sig oss.
F: Vilken idé som tyder på att Big Bang skulle kunna bevisas vara falsk på grund av denna otroliga kosmiska struktur?
S: Vissa föreslår att Big Bang kan bevisas vara falskt på grund av denna otroliga kosmiska struktur eftersom den bildades inom 3,8 miljarder år eftersom dess bildning skulle ha tagit längre tid med tanke på dess storlek jämfört med när universum började för 13,8 miljarder år sedan när dess ljus precis började närma sig oss.
Sök