Ludzkość jest w relacji tam iz powrotem z naturą. Najpierw myśleliśmy, że jesteśmy w centrum wszystkiego, a Słońce i cały kosmos obracają się wokół naszej małej planety. W końcu zdaliśmy sobie sprawę, że to nieprawda. Na przestrzeni wieków odkryliśmy, że chociaż Ziemia i życie mogą być rzadkie, nasze Słońce jest całkiem normalne, nasz Układ Słoneczny jest stosunkowo nieokreślony, a nawet nasza Galaktyka jest jedną z miliardów galaktyk spiralnych, typu, który składa się 60% galaktyk we Wszechświecie.

Ale symulacja Illustris TNG pokazuje, że Droga Mleczna jest wyjątkowa.

Illustris TNG to trwająca seria symulacji na dużą skalę. Celem jest zrozumienie mechanizmów powstawania i ewolucji galaktyk. Według strony internetowej Illustris TNG wysiłek ten jest „serią dużych, kosmologicznych symulacji magnetohydrodynamicznych”. Do tej pory projekt stworzył trzy główne przebiegi, każdy większy i o wyższej rozdzielczości niż poprzedni: TNG 50, TNG 100 i TNG 300. Każdy przebieg koncentruje się również na różnych aspektach formowania się galaktyk. TNG 300 jest największą, symulując obszar prawie 300 milionów megaparseków, o średnicy ponad miliarda lat świetlnych i zawierający miliony galaktyk.

Usuń wszystkie reklamy z Universe Today

Dołącz do naszego Patreona za jedyne 3 USD!

Korzystaj do końca życia bez reklam

Nowe badania oparte na programie Illustris TNG pokazują, że Droga Mleczna jest wyjątkowa. Ale nie jest wyjątkowy wyłącznie ze względu na swoje wewnętrzne cechy. Jest wyjątkowy w stosunku do otoczenia.

Odkrycia przedstawiono w nowym artykule opartym na Illustris TNG 300 opublikowanym w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Tytuł brzmi: „Niezwykły system arkuszy lokalnych Drogi Mlecznej: implikacje dla siły wirowania i wyrównania”. Głównym badaczem jest Miguel Aragón, kosmolog obliczeniowy i adiunkt w National Astronomical Observatory, Universidad Nacional Autonoma de Mexico.

Illustris TNG symuluje wielkoskalową strukturę Wszechświata. Pokazuje, w jaki sposób galaktyki układają się na włóknach ciemnej materii, które przedzierają się przez rozległe kosmiczne pustki. Niektóre z cech, które pokazuje, to ściany kosmologiczne, zwane także ścianami galaktyk. Są to ogromne struktury, a jedna z nich – ściana zwana Wielkim Murem Herkulesa – Corona Borealis – jest największą znaną strukturą we Wszechświecie i ma 10 miliardów lat świetlnych długości.

Ściany kosmologiczne składają się z galaktyk. Są podtypem włókien, ale są spłaszczone i mają puste przestrzenie po obu stronach. Pustki wydają się zgniatać ściany do ich spłaszczonego kształtu. Ściana kosmologiczna znajdująca się najbliżej Drogi Mlecznej nazywana jest Ścianą Lokalną lub Arkuszem Lokalnym.

Arkusz lokalny wpływa na to, jak Droga Mleczna i inne pobliskie galaktyki obracają się wokół swoich osi. Obrót Drogi Mlecznej trwa około 250 000 000 lat, a badanie pokazuje, że rotacja jest bardziej zorganizowana, niż gdyby galaktyka nie znajdowała się w pobliżu Arkusza Lokalnego.

Badanie pokazuje również, że Droga Mleczna jest wyjątkowa. Podczas gdy typowe galaktyki wydają się być znacznie mniejsze w stosunku do ścian, Droga Mleczna jest zaskakująco masywna w stosunku do Ściany Lokalnej. Według badań jest to rzadkie zjawisko kosmiczne.

Jedną z cech, którą badają kosmolodzy, jest dyspersja prędkości. Opisuje, jak duże jest rozproszenie prędkości grupy obiektów astronomicznych. Prędkości są rozproszone wokół średniej prędkości. Prędkość obiektów w sąsiedztwie Drogi Mlecznej/Ściany Lokalnej ma niską dyspersję, co oznacza, że ​​nie są one rozproszone daleko od średniej.

Jest to niezwykłe dla galaktyki o dużej masie, takiej jak Droga Mleczna, w takim środowisku, blisko Ściany Lokalnej. Aby lepiej to zrozumieć, naukowcy szukali galaktyk analogowych Drogi Mlecznej (MWA) w Illustris TNG 300.

Odkryli, że MWA w analogach Local-Sheet są rzadkie. Na 160-200?Mpc przypadał tylko jeden z nich³ objętości w symulacji. Dzięki swoim badaniom wykazali, że odpowiedzialne jest zimne środowisko wokół karty lokalnej. „Odkryliśmy, że zimne środowisko podobne do arkusza zachowuje, wzmacnia lub upraszcza wpływ środowiska na moment pędu galaktyk” – piszą w swoim artykule.

W szczególności arkusz lokalny wpływa na obrót Drogi Mlecznej. „… są szczególnie silne wyrównania między arkuszem a spinami galaktyk” – wyjaśniają, dodając, że w symulacji galaktyki w pobliżu ścian mają niskie parametry wirowania.

To wszystko wpływa na to, jak galaktyki rosną i łączą się w czasie, uważają. Prowadzi to do galaktyk o mniejszej masie w tego typu kosmicznych okolicach. Właśnie dlatego Droga Mleczna, ze swoją dużą masą, jest tak niezwykła i dlatego symulacja znalazła tylko jedną taką jak ona w przestrzeni o wielkości do 200 megaparseków sześciennych.

Badanie przypomina nam o czymś krytycznym: ważny jest kontekst. Jeśli spojrzymy na Drogę Mleczną jako na odrębny obiekt i porównamy ją z innymi podobnymi odrębnymi obiektami, nie wydaje się ona wyjątkowa. Ale w stosunku do otoczenia tak. „Nasze wyniki podkreślają znaczenie starannego scharakteryzowania środowiska wokół naszej galaktyki” — czytamy w artykule. „Wpływ geometrii i zimna Arkusza Lokalnego na procesy momentu pędu może pomóc nam lepiej zrozumieć obecne problemy w formowaniu się galaktyk…”

W komunikacie prasowym prezentującym badania autorzy powołują się na Kopernikańska stronniczość. „To uprzedzenie, opisujące sukcesywne usuwanie naszego szczególnego statusu w ciągu prawie 500 lat, odkąd Kopernik zdegradował Ziemię z centrum kosmosu, wynikałoby z założenia, że ​​mieszkamy w zupełnie przeciętnym miejscu we Wszechświecie” – czytamy w prasie. wydanie mówi. Pokazuje ryzyko związane z ignorowaniem otoczenia badanego obiektu.

Ta praca pokazuje również potencjalną wadę w sposobie, w jaki naukowcy wykorzystują symulacje, takie jak Illustris TNG. Mylące jest myślenie, że dowolny punkt w symulacji jest taki sam jak każdy inny punkt. Galaktyki w pobliżu kosmicznej ściany mogą ewoluować zupełnie inaczej niż w innych punktach.

„Droga Mleczna jest więc w pewnym sensie wyjątkowa” – powiedział kierownik badań Miguel Aragón. „Ziemia jest oczywiście wyjątkowa, jest jedynym domem życia, jaki znamy. Ale to nie jest centrum Wszechświata ani nawet Układu Słonecznego. A Słońce jest zwykłą gwiazdą pośród miliardów w Drodze Mlecznej. Nawet nasza galaktyka wydawała się po prostu kolejną galaktyką spiralną wśród miliardów innych w obserwowalnym Wszechświecie”.

„Droga Mleczna nie ma szczególnej masy ani typu. Istnieje wiele galaktyk spiralnych, które z grubsza tak wyglądają” – powiedział Joe Silk, inny badacz. „Ale jest to rzadkie, jeśli weźmie się pod uwagę jego otoczenie. Gdybyś mógł z łatwością zobaczyć najbliższe kilkanaście dużych galaktyk na niebie, zobaczyłbyś, że prawie wszystkie leżą na pierścieniu osadzonym w Arkuszu Lokalnym. To trochę wyjątkowe samo w sobie. Nowo odkryliśmy, że inne ściany galaktyk we Wszechświecie, takie jak Arkusz Lokalny, bardzo rzadko wydają się mieć w sobie galaktykę, która jest tak masywna jak Droga Mleczna”.

„Być może będziesz musiał podróżować pół miliarda lat świetlnych od Drogi Mlecznej, mijając wiele, wiele galaktyk, aby znaleźć kolejną ścianę kosmologiczną z galaktyką taką jak nasza” – powiedział Aragón. Dodaje: „To kilkaset razy dalej niż najbliższa duża galaktyka wokół nas, Andromeda”.

Więc czy to w porządku, jeśli znów poczujemy się wyjątkowo? Oczywiście jesteśmy wyjątkowi tylko dlatego, że żyjemy, a większość materii, którą widzimy, nie jest. Ale to niekoniecznie mówi nam o tym, ile innej materii może być żywe i czy jesteśmy wyjątkowi. Z innego punktu obserwacyjnego we Wszechświecie może być znacznie więcej żywej materii. Przed powstaniem współczesnej astronomii nie mieliśmy pojęcia, czy gdzieś indziej istnieje życie ani jak wyjątkowa może być Ziemia. Mądrze jest być ostrożnym ze słowem specjalnyzdaniem jednego z autorów.

„Musisz jednak być ostrożny, wybierając nieruchomości, które kwalifikują się jako ’specjalny,’– powiedział dr Mark Neyrinck, inny członek zespołu. „Gdybyśmy dodali absurdalnie restrykcyjny warunek do galaktyki, na przykład, że musi ona zawierać artykuł, o którym pisaliśmy, z pewnością bylibyśmy jedyną taką galaktyką w obserwowalnym Wszechświecie. Uważamy jednak, że ta właściwość „zbyt duża jak na swoją ścianę” ma znaczenie fizyczne i jest wystarczająco istotna z punktu widzenia obserwacji, aby nazwać ją naprawdę wyjątkową”.

Jeszcze: