Stora muren Herkules - Norra kronan
Den stora muren Hercules-Corona Borealis är den största kända superstrukturen i universum.
Det är en enorm grupp av galaxer som bildar ett jättelikt mönster. Den är ungefär 10 miljarder ljusår lång, 7,2 miljarder ljusår bred och nästan 1 miljard ljusår tjock. Den befinner sig cirka 10 miljarder ljusår bort i konstellationerna Hercules och Corona Borealis, därav namnet.
Den upptäcktes i november 2013 genom att kartlägga gammastrålar. De är mycket ljusstarka explosioner av avlägsna, massiva stjärnor, de mest kraftfulla explosionerna i universum. Ett typiskt utbrott frigör mer energi på mindre än en tiondels sekund än vad solen gör under hela sitt liv på 10 miljarder år.
Gammastrålningsutbrott är mycket sällsynta: endast ett utbrott inträffar i en typisk galax vartannat miljonte år. De stjärnor som orsakar dessa explosioner är mycket massiva, så det material som krävs för att de ska kunna bildas måste finnas i stora mängder. Så dessa explosioner kan användas för att spåra om det finns en galax i den riktningen, eller om det finns en stor mängd materia där.
Mellan 1997 och 2012 kartlade astronomer dessa utbrott på himlen med hjälp av robotsatelliterna Swift och Fermi som letar efter gammastrålar och mäter deras rödskiftningar. I kartan som de tog fram märkte de något intressant: 14 gammastrålar har mycket likartade rödskiftningar och ligger mycket nära varandra. Det betyder att det finns en mycket stor grupp av galaxer och materia i området. De säger att de genom att mäta dessa utbrott kommer fram till en mycket stor struktur som mäter 10 miljarder ljusår i diameter.
Som jämförelse kan nämnas att Vintergatan, den galax som vi lever i, bara är 100 000 ljusår lång och att avståndet från Vintergatan till Andromedagalaxen bara är 2,5 miljoner ljusår. Huge-LQG (Huge Large Quasar Group), den tidigare största strukturen i universum, är 4 miljarder ljusår lång.
Upptäckten av den stora muren Hercules-Corona Borealis motsäger en teori som Albert Einstein föreslog och som kallas den kosmologiska principen. Den kosmologiska principen säger att hela universum är ungefär lika; två områden i universum kommer att se mycket lika ut, även om de två områdena är mycket långt ifrån varandra, förutsatt att dessa områden är större än 250 till 300 miljoner ljusår. Maximala storlekar på strukturer måste vara omkring 1,2 miljarder ljusår baserat på innebörden ovan, och ingen struktur får vara större än så, om man antar att materian är jämnt spridd från Big Bang. Strukturen är dock åtta gånger större än gränsen, vilket strider mot den kosmologiska principen.
Strukturen motsäger också teorier om universums utveckling. Strukturen är 10 miljarder ljusår bort, vilket innebär att vi ser strukturen för 10 miljarder år sedan, när universum bara är 13,8 miljarder år gammalt och dess ljus precis närmade sig oss. Tidsperioden på 13,8 miljarder år är för kort för att en gigantisk struktur som är 10 miljarder ljusår lång ska kunna bildas. Till och med Istvan Horvath, som upptäckte strukturen, säger att han inte har någon aning om hur strukturen har bildats under den tiden. För tillfället är strukturens existens fortfarande ett mysterium för kosmologerna.
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.
