Stelele, galaxiile si roiurile de galaxii sunt cele mai cunoscute membre din ierarhia structurii in univers. Dar exista obiecte mult mai mari, cum ar fi: superciorchini, aglomerari de galaxii si superroiuri de galaxii, care se intind pe milioane de ani lumina de spatiu. Astronomii au studiat superroiurile timp de cateva decenii, iar acum sunt convinsi ca aceste structuri vaste sunt reale, nu doar modele iluzorii pe cer. Totusi noile observatii inca sunt pline de surprize. Acestea le ofera astronomilor o privire asupra modului in care universul a evoluat de la ceva neted si lipsit de caracteristici la ceva cu texturi bogate. Aceste aglomerari enorme ar putea detine indicii cu privire la procesele de cresteri cosmice, deoarece par a fi arhitectura culminanta care a rezultat din primele “caramizi” observate in universul timpuriu, undele slabe din radiatia cosmica de fond ramasa dupa Big Bang.
Oamenii de stiinta au aflat ca probabil au subestimat dimensiunile superroiurilor cunoscute. In timp ce monitoriza emisiile de raze x, nava spatiala Rosat a gasit cateva roiuri de galaxii nedectate anterior in domeniul gravitational al unui superroi din cerul nordic. Astronomii spun ca aceasta descoperire a dublat dimensiunea cunoscuta a superroiului, care acum este estimata a fi de 400 de milioane de ani lumina – unul din cele mai mari superroiuri examinate vreodata. Alti astronomi au raportat observatii care arata ca un superroi din constelatia Aquarius consta in doua filamente lungi de roiuri de galaxii conectate. Unul dintre filamente, care se extinde pana la un miliard de ani lumina, este cel mai lung obiect de acest fel care a fost vazut in univers pana acum.
David Batuski, un astronom de la Universitatea din Maine, a spus ca aceasta regiune a cerului sudic are o cantitate surprinzatoare de aglomerari si ca ne ofera o imagine mai completa a suprafetei plina de palcuri a universului. Structura pare sa fie o dovada in plus a faptului ca originile superroiurilor ar putea fi urmarite pana la micile umflaturi si bulgarii din universul timpuriu, amplificate in timp. Un alt treilea grup de astronomi, care a analizat datele de la telescoapele radio, a raportat existenta unor vanturi de mare viteza de gaze rarefiate care suflau de-a lungul axei lungi a superroiurilor si care probabil hraneau roiurile de galaxii cu materie. Astronomii au spus ca vanturile erau prima dovada dinamica pentru modul in care s-au format superroiurile.
Supervanturile din superroiurile de galaxii
Adrian Melott de la Universitatea din Kansas, cel care a descris “supervanturile”, a spus ca a fost prima detectare a tipului exact de vanturi care ar trebui sa rezulte din fluxul de materie de-a lungul superroiurilor. Se pare ca oamenii de stiinta incep sa capete o intelegere mai buna a formarii structurii in univers. Un alt om de stiinta a spus ca rezultatele au reprezentat cresteri importante ale cunostintelor legate de dezvoltarea si natura unor asemenea structuri mari. Filamentele extrem de lungi au fost neasteptate, fiindca cele mici sunt mai usor de facut si inteles. Supervanturile ar putea duce la o intelegere a modului in care s-a prabusit materialul pentru a forma superroiuri.
Realitatea superroiurilor a fost acceptata abia in anii 1980, cand noile telescoape si senzori au putut masura distantele pana la obiecte si au putut crea harti tridimensionale ale universului. Unul din cele mai spectaculoase rezultate a fost gasirea “Marelui Zid”, o panza vasta de galaxii si roiuri de galaxii conectate intre ele, care a fost cartografiata in anul 1989. Nu se stie daca Marele Zid este un superroi sau ceva diferit si chiar mai mare. Astronomii inca nu s-au pus de acord asupra unei definitii clare a superroiurilor si abia acum incep sa dezvolte o imagine mentala clara a acestor obiecte.
Superroiurile sunt privite de obicei ca niste fire lungi si subtiri de roiuri si galaxii, gaz intracluster si, posibil, materie intunecata (chestia invizibila care constituie cea mai mare parte din masa si forta gravitationala a universului). Firele sunt intercalate de goluri mari care sunt aproape lipsite de galaxii. Golurile sunt atat de considerabile, incat in general, superroiurile sunt doar de cateva ori mai dense decat volumul mediu de spatiu. Un superroi face parte din adresa cosmica a Pamantului. La fel cum soarele si planetele sale se afla la marginea galaxiei Calea Lactee, galaxia noastra face parte la randul ei din roiul de galaxii numit Grupul Local, iar Grupul Local se afla la marginea Superroiului Local (care este dominat de uriasul roi de galaxii Virgo).
Una dintre multele intrebari legate de superroiuri este legata de dimensiunile acestora. Exista oare o dimensiune tipica sau maxima? Este posibil ca dimensiunile superroiurilor sa dezvaluie originile si procesele de crestere ale acestora? Este prea devreme pentru a raspunde la aceste intrebari, dar studiile recente cu raze x au deschis ochii multor oameni de stiinta. Telescopul cu raze x de pe Rosat (nava spatiala dezvoltata de Germania, Marea Britanie si SUA) a studiat o regiune aflata in jurul Superroiului Polului Nord Ecliptic, situat la 1,3 miliarde de ani lumina distanta de Pamant, in constelatia Draco. Acest superroi, descoperit in anul 1985, incorpora sase roiuri, fiecare roi continand cateva sute de galaxii. Insa, prin detectarea unor emisii slabe de raze x, Rosat a dezvaluit prezenta a sase noi roiuri, care formau un fel de pod peste structurile galactice care nu fusesera asociate cu superroiul. Razele x, o semnatura a roiurilor de galaxii, provin din gazul intergalactic fierbinte, care este incalzit de coliziunile si fuziunile dintre galaxii.
Superroiurile si evolutia lor de la inceputurile universului
Roiurile suplimentare faceau ca superroiul sa fie de cel putin doua ori mai mare (aproximativ 70% din dimensiunea Superroiului Aquarius, cel mai mare superroi cunoscut). Oamenii de stiinta spun ca,deoarece au studiat doar o parte a acestui superroi, el ar putea fi chiar mai mare. Oare toate superroiurile sunt mai mari decat s-a crezut pana acum? Detectarea unei structuri atat de mari in aceasta zona destul de mica din cerul nordic, ne spune ca universul ar putea intr-adevar sa fie compus dintr-o retea de filamente si goluri la o scara de cateva sute de milioane de ani lumina, asa cum a fost indicat in mod repetat de calculele informatice legate de cresterea structurii in univers.
Lansata in 1990, nava spatiala Rosat si-a incheiat misiunea in anul 1999, dupa ce a observat peste 100 000 de surse de raze x cosmice. Vanturile care sufla prin superroiuri mai fusesera detectate si inainte, insa observarea alinierii lor cu axa superroiului era ceva nou si linistitor. Jack O. Burns, un astronom de la Universitatea din Missouri, a sustinut ca atunci cand gazul, stelele si galaxiile se aduna impreuna in roiuri, fuziunile ar trebui sa dea nastere unor vanturi. Observatiile radio au aratat directia vanturilor prin modul in care acestea indoiau jeturile de gaze electrificate emise de nucleele galaxiilor (probabil din gaurile negre centrale). Efectul este acelasi ca atunci cand o briza usoara directioneaza fumul care se ridica din cosul unei case. Aceste directii ale vanturilor erau aliniate cu roiurile galactice din interiorul superroiurilor.
Se stie faptul ca structurile asemanatoare cu cele observate pot fi produse de gravitatie, insa nu au existat dovezi ale tipurilor de fluxuri care le produc. Vanturile dintr-un superroi se afla pe directia potrivita si au viteza corecta pentru a alimenta roiurile galactice aflate in crestere cu materie, inclusiv stele, galaxii si gaz. In acest caz, este posibil ca o anumita forma de superroiuri sa fi existat inainte ca roiurile din interiorul lor sa fi ajuns la forma actuala. Superroiurile sunt atat de mari, incat modelul lor de baza nu s-ar fi putut schimba prea mult de la inceputurile universului. Cel mai probabil, oamenii de stiinta vad modelul original al structurii in univers.
Ar fi mai corect sa ne gandim la superroiuri ca la niste extrapolari de la conditiile initiale din univers, in loc de o structura neevoluata. Unele descoperiri noi sugereaza ca evolutia structurii cosmice pe scara larga a urmat un curs mult mai complex decat s-a crezut anterior. Multi teoreticieni erau adeptii unei idei mai simple de evolutie ascendenta, progresand de la stele si galaxii pana la roiuri si superroiuri. Oamenii de stiinta inca incearca sa afle modul in care aceste obiecte s-au format.
