Võimatult hiiglaslik paistnud BOSSi Suur Sein hakkab lagunema
Mõne aasta eest leiti eestlastel juhtimisel teadaolevalt üks universumi suuremaid struktuure – galaktikate superparvedest koosnev BOSSi Suur Sein. Kui senistel teadmistel põhinevate arvutisimulatsioonide põhjal ei tohiks seda üleüldse olemas olla, siis värske uuringu põhjal on struktuuri lagunemine miljardite aastate pärast möödapääsmatu.
"Võrdlesime BOSSi Suurt Seina kõige rikkamate teadaolevate superparvedega kohalikus universumis ja kaugemal ning neist mitte ükski ei anna suuruselt selle mõõtu välja. On ka suur küsimärk, kas selliseid superparvi on võimalik saada kosmoloogilistes simulatsioonides. Me ei oskagi seetõttu öelda, kas tegu on täiesti ainulaadse objektiga, universum on ju suur," sõnas Maret Einasto, ajakirjas Astronomy and Astrophysics ilmuva uuringu juhtivautor.
Objekti mõõtmete hoomamine võib olla inimlikul skaalal raske. Näiteks inimkonna kodugalaktikaks olev Linnutee moodustab koos käputäie teise galaktikatega Kohaliku Grupi, mis on omakorda osa võrdlemisi vaesest Virgo superparvest, kuhu kuulub kokku ligikaudu 1500 galaktikat. Viimane omakorda on osa Laniakea superparvest, mille moodustab kokku enam kui 100 000 galaktikat. Valgusel kulub selle ühest teise jõudmiseks 250 miljonit aastat.
Aastal 2016 leitud BOSSi Suure Sein on neli korda pikem ja see koosneb neljast väga rikkast superparvest, millesarnaseid kosmilises lähiümbruses ei leidu. Sellele lisaks on need kohalikest superparvedest märksa piklikumad.
"Kuigi vaatlused ei lange meie praeguste teadmistega kokku, oli vara füüsikas revolutsiooni kuulutada, kui me polnud esmalt teisi võimalikke võimalusi uurinud," sõnas Einasto. Arvestada tuleb sellegagi, et BOSSi Suur Sein paistab astronoomidele praegu sellisena, nagu nägi see välja umbes viie miljardi aasta eest.
Universumit ja selle struktuuri arengut mõjutab laias plaani kahe suur jõu vastastikmäng. Objektid on omavahel gravitatsiooniliselt seotud, kui need on piisavalt massiivsed või asuvad üksteisele piisavalt lähedal. Kosmoloogia ühe eelmise sajandi suurema avastusena leidsid aga astronoomid, et tumeenergia tõttu paisub universum kiirenevas tempos. Seeläbi võivad triivida superparved üksteisest miljardite aastate jooksul piisavalt kaugele, et igaveseks kontakti kaotada.
Värske uuringu raames õnnestus Einastol kolleegidega saada BOSSi Suure Seina saatusest parem ülevaade. Võtmerolli mängis siinkohal Tartu Observatooriumi kaasprofessori Peeter Tenjese sfäärilise kollapsi mudel, mille abil uuritakse massiivsete objektide käitumist gravitatsiooniväljas. "Tavaliselt arendatakse seda kahe juhu jaoks, et uurida, mis juhtub praeguses universumis või lõpmata kauges tulevikus. Kuna BOSSi Suur Sein on meist nii kaugel ja ajas tagasi, tuli viia mudelit selle ajahetkeni minevikus ja ühtlasi aegadeni tulevikus," selgitas Einasto.
Töö põhjal on BOSSi Suure Seina superparvede tihedad tuumad sedavõrd rasked, et tõmbuvad aja jooksul kokku, kuid eemalduvad samal ajal üksteisest universumi paisumise tõttu. "See viibki BOSSi suure süsteemi lagunemiseni, mille tulemusel sarnanevad need lõpuks kohalikele rikastele superparvedele, mida teame ja tunneme. Võiksime seda simulatsioonides näha," märkis kaasprofessor. Einasto rõhutas aga, et see juhtub töö põhjal väga kauges tulevikus.
Praegu BOSSi Suurest Seinast Maani jõudev valgus on pärit umbes viie miljardi aasta tagusest ajast, kui moodustus Päikesesüsteem. "Selle järgnenud aastamiljardite jooksul jõudis tekkida nii Maa kui ka elu ehk inimajaloo mõttes tähendab viis miljardit aastat märratult palju, arvestades, kuidas me ei tea kasvõi praeguse suure sõja tõttu, mis järgmisel nädalal juhtub. BOSSi suures seinas muutuks selle ajaga aga väga-väga vähe," lisas Einasto.
Samas jääb veel mõistatuseks, miks pole teada rohkem BOSSi Suure Seinaga võrreldavaid süsteeme. Ootamatut tulemust saaks teadlaste sõnul kasutada erinevate kosmoloogiliste mudelite proovile panemiseks. Einasto nentis, et omad piirid seab siinkohal endiselt superarvutiote arvutusvõimsus. Ülisuurte superparvede otsimiseks tuleb modelleerida väga suures ruumiosas toimuvat.
Eesti astronoomid püsivad maailma tipus
Tartu Observatooriumi teadlased on universumi tumedama ja mõnevõrra nähtavama poole uurimises olnud esirinnas juba kümneid aastaid. Näiteks puudutasid tumeaine avastamisel esimesed tööd Linnutee tumeaine kroone. Tartu astronoomid eesotsas Jaan Einastoga avaldasid neile pühendatud artikli ajakirjas Nature 1974. aastal, kolm kuud enne ameerika astronoomide tööd.
Samamoodi oli võistlusmoment tugev 1977. aastal Tallinna kosmoloogiakonverentsil, kus teatasid mitmed teadlasrühmad universumi suurima struktuuri, kosmilise võrgustiku avastamisest, kelle hulgas oli ka Tartu Observatooriumi teadlasi. "Bossi Suure Seinaga olime nüüd teistest selgelt ees. Ma ei tea, et teised töörühmad oleks nende andmete põhjal selliselt tihedusvälja üleüldse arvutanud," viitas Maret Einasto.
Uurimus ilmus ajakirjas Astronomy and Astrophysics.