Tracciato il movimento di 10.000 galassie negli ultimi 11,5 miliardi di anni

Tutto nel nostro universo si muove, ma i tempi necessari per vedere il movimento sono spesso di gran lunga superiori alle vite umane.

In un nuovo importante studio, un team di astronomi dell’Istituto di Astronomia dell’Università delle Hawaii (IfA), dell’Università del Maryland e dell’Università di Paris-Saclay, ha tracciato il movimento di 10.000 galassie e le congregazioni dominanti della materia. I loro moti sono seguiti in un arco di 11,5 miliardi di anni, dalle origini delle galassie, quando l’universo aveva solo 1,5 miliardi di anni, fino ad oggi, a un’età di oltre 13 miliardi di anni.

Calcolo dei percorsi delle galassie

Utilizzando una tecnica matematica chiamata metodo dell’azione numerica, il team ha calcolato questi percorsi in base alla luminosità e alle posizioni attuali delle galassie e al loro movimento attuale. Gli astronomi hanno preso in considerazione la teoria del Big Bang, inclusa l’idea che le galassie inizialmente si espansero l’una dall’altra ad una velocità chiamata costante di Hubble.

Nel corso del tempo, la gravità ha alterato i movimenti, quindi non solo si sono allontanate mentre l’universo si espandeva, ma si riunivano in filamenti, pareti e ammassi, svuotando anche altre regioni che ora sono vuote. Nel corso degli eoni di tempo, le galassie hanno deviato dalla pura costante di Hubble di milioni di anni luce nell’arco di un miliardo di anni. Nelle regioni ad alta densità, le orbite delle galassie possono diventare piuttosto complicate e comportare collisioni e fusioni.

“Stiamo mettendo a fuoco la storia dettagliata della formazione di strutture di massa su larga scala nell’universo mediante il reverse engineering delle interazioni gravitazionali che le hanno create”, ha affermato Ed Shaya, ricercatore associato presso l’Università del Maryland.

Il grande attrattore

Ci sono diverse vaste regioni particolarmente interessanti di alta densità di materia e di galassie esplorate dagli astronomi. Uno di questi, chiamato “il Grande Attrattore”, è il nucleo del Laniakea Supercluster, un immenso superammasso di galassie contenente la nostra Via Lattea. Le galassie possono essere viste fluire verso una posizione all’interno di un nido di quattro ricchi ammassi.

Una seconda affascinante regione si trova nell’adiacente filamento di galassie Perseo-Pesci, che si estende per quasi un miliardo di anni luce ed è una delle più grandi strutture conosciute nell’universo. Si vede anche la vicinanza dell’ammasso della Vergine, il grande ammasso più vicino.

“Per più di 30 anni, gli astronomi hanno considerato il ‘Grande Attrattore’ come la principale fonte di gravità che fa muovere l’intera regione vicino a noi con un’elevata velocità peculiare relativa all’espansione cosmica uniforme, ma la natura di quella sorgente è stata oscura ”, ha affermato R. Brent Tully, astronomo di IfA e coautore dello studio. “Le nostre ricostruzioni dell’orbita hanno fornito il primo sguardo a questa regione precedentemente enigmatica”.

Sull’intera distesa, le orbite possono essere proiettate anche nel futuro. L’espansione accelerata dell’universo domina il quadro generale, facendo allontanare la maggior parte delle galassie. Tuttavia, una certa coalescenza e fusione continueranno nelle regioni localizzate.

Un video dei percorsi delle galassie in questa vasta regione, a partire dall’epoca della prima formazione e proseguendo fino a quando l’universo ha quasi il doppio dell’età può essere visto qui. Su larga scala rappresentata in questa simulazione, nei prossimi 10 miliardi di anni si prevede che si verificheranno solo poche grandi fusioni, tutte in regioni molto dense.

Lo studio è stato pubblicato su The Astrophysical Journal.