Se vuoi definire il tuo posto nell’universo, inizia dal tuo indirizzo cosmico. Vivi sulla Terra -> Sistema Solare -> Via Lattea -> Gruppo locale -> Gruppo della Vergine -> Gruppo dei Giganti della Vergine -> Laniakia. Grazie alle nuove indagini sul cielo profondo, gli astronomi ora credono che tutti questi luoghi facciano parte di una struttura cosmica più ampia in un “quartiere” chiamato concentrazione di Shapley.

Gli astronomi si riferiscono al fuoco di Shapley come al “fondo dell’attrazione”. È un’area carica di massa che funge da “attrattore”. È una regione che contiene molti ammassi e gruppi di galassie e la più grande concentrazione di materia nell’universo locale. Tutte queste galassie, oltre alla materia oscura, mettono a fuoco la loro influenza gravitazionale. Ci sono molti di questi bacini nell’universo, inclusa Laniakia. Gli astronomi stanno lavorando per scansionarlo in modo più accurato, il che contribuirebbe a fornire una mappa più accurata delle più grandi strutture dell’universo.

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 rete gigante, con le galassie che si trovano lungo le stringhe e si raggruppano nei nodi mentre le forze gravitazionali le tengono insieme”, ha detto Tully. “Proprio come l’acqua scorre all’interno dei bacini idrografici, le galassie scorrono all’interno dei bacini gravitazionali cosmici. La scoperta di questi grandi bacini potrebbe cambiare radicalmente la nostra comprensione della struttura cosmica”.

Flussi cosmici e strutture di mappatura

Il team di Tully si chiama CosmicFlows e studia i movimenti attraverso lo spazio di queste galassie distanti. Le indagini “redshift” del team hanno rivelato un possibile cambiamento nelle dimensioni e nella scala del bacino gravitazionale galattico locale. Sappiamo già che “viviamo” su Laniakia, che ha un diametro di circa 500 milioni di anni luce. Tuttavia, i movimenti di altri gruppi indicano la presenza di un “attrattore” più grande che dirige il flusso di massa. I dati di CosmicFlows suggeriscono che potremmo far parte del focus di Shapley, che potrebbe essere dieci volte più grande di Laniakia. È grande circa la metà della più grande struttura nello spazio, conosciuta come la Grande Muraglia, una catena di galassie che si estende per 1,4 miliardi di anni luce.

Il fuoco di Shapley fu osservato per la prima volta dall’astronomo Harlow Shapley negli anni ’30 come una “nuvola” nella costellazione del Centauri. Questo superammasso appare lungo la direzione del movimento del Gruppo Locale di galassie (dove viviamo). Per questo motivo, gli scienziati hanno ipotizzato che potrebbe influenzare lo strano movimento della nostra galassia. È interessante notare che il Superammasso della Vergine (e il Gruppo Locale e la Via Lattea) sembra muoversi verso il fuoco di Shapley. Le indagini condotte da Tully e altri dovrebbero confermare questo orientamento verso ciò che li attrae.

Esplora strutture sempre più grandi nell’universo

Da dove vengono queste piscine di attrazione? Da un lato, è antico quanto l’universo e la sua rete cosmica di materia a cui fa riferimento Tully. I semi di queste reti e bacini di attrazione furono piantati circa 13,8 miliardi di anni fa. Dopo il Big Bang, l’universo nascente era in uno stato caldo e denso. Mentre si espandeva e si raffreddava, la densità della materia cominciò a fluttuare. C’erano lievi differenze in queste fluttuazioni di densità. Considerateli come i primi “semi” di galassie, ammassi di galassie e persino delle strutture più grandi che vediamo oggi nell’universo.

Mentre gli astronomi scrutano i cieli, trovano prove di tutte queste diverse strutture. Adesso devono spiegarglielo. L’idea che il focus di Shapley sia il grande bacino a cui appartiene il nostro pianeta Laniakia significa che gli attuali modelli cosmologici non ne spiegano completamente l’esistenza.

“Questa scoperta rappresenta una sfida: le nostre indagini cosmologiche potrebbero non essere abbastanza grandi da mappare l’intera estensione di questi enormi bacini”, ha affermato Ihsan Korkshi, astronomo dell’Università di Houston. “Stiamo ancora fissando attraverso occhi giganti, ma anche quegli occhi potrebbero non essere abbastanza grandi per catturare l’immagine completa del nostro universo.”

Misura degli attrattori

L’attore principale in tutte queste galassie, ammassi e superammassi è la gravità. Maggiore è la massa, maggiore è la gravità che influenza i movimenti e la distribuzione della materia. Per questi bacini di attrazione, il gruppo di ricerca di Tully ha esaminato il loro effetto sui movimenti delle galassie nella regione. I bacini esercitano una sorta di “tiro alla fune” sulle galassie che si trovano tra di loro. Ciò influenza i loro movimenti. In particolare, le indagini sul redshift, come sta facendo il team di Tully, mapperanno il movimento radiale (lungo la linea di vista), le velocità (quanto velocemente si muovono) e altri movimenti rilevanti. Mappando le velocità delle galassie in tutto il nostro universo locale, il team può determinare quale regione dello spazio è dominata da ciascun superammasso.

Naturalmente questi movimenti sono difficili da definire. Ecco perché il team esegue diversi tipi di misurazioni. Non si limitano a mappare il materiale luminoso nelle galassie. Devono anche tenere conto dell’esistenza dedotta della materia oscura. Ci sono anche altre complicazioni. Ad esempio, non tutte le galassie sono uguali, differiscono cioè per forma (morfologia) e densità di materia. Gli astronomi possono aggirare questo problema misurando quella che viene chiamata la “strana velocità della galassia”. Questa è la differenza tra la sua velocità effettiva e la velocità prevista del “flusso di Hubble” (che riflette le interazioni gravitazionali tra le galassie).

I risultati delle indagini del team di Tully dovrebbero fornire mappe 3D più accurate di queste regioni dello spazio. Ciò include le loro strutture, nonché i loro movimenti e velocità. Queste mappe, a loro volta, dovrebbero fornire una visione più approfondita della distribuzione di tutta la materia (inclusa la materia oscura fredda) in tutto l’universo.

Per ulteriori informazioni

Identificazione dei bacini di attrazione nell’universo locale (diario)
Individuazione dei bacini di attrazione nell’universo locale (arXiv pdf)
Il superammasso di Shapley: la più grande concentrazione di materia nell’universo locale (PDF)