Un arc de galaxii lung de 3 miliarde de ani lumină poate provoca cosmologia

Un arc gigant de galaxii pare să se întindă pe peste 3 miliarde de ani lumină în universul îndepărtat. Dacă arcul se dovedește a fi real, ar provoca o presupunere de bază a cosmologiei: că, la scară mare, materia din univers este distribuită uniform, indiferent de locul în care privești.

„Ar răsturna cosmologia așa cum o cunoaștem”, a spus cosmologul Alexia Lopez la o conferință de presă din 7 iunie la reuniunea virtuală a Societății Astronomice Americane. „Modelul nostru standard, ca să nu-l spunem prea greu, se cam cade.”

Lopez, de la Universitatea Central Lancashire din Preston, Anglia, și colegii săi au descoperit presupusa structură, pe care o numesc simplu Arcul Gigant, studiind lumina a aproximativ 40.000 de quasari capturați de Sloan Digital Sky Survey. Quazarii sunt nucleele luminoase ale galaxiilor gigantice atât de îndepărtate încât apar ca puncte de lumină. În drum spre Pământ, o parte din această lumină este absorbită de atomii din galaxiile din prim-plan și din jurul lor, lăsând semne specifice în lumina care ajunge în cele din urmă la telescoapele astronomilor (SN: 7/12/18).

Semnătura Arcului Gigant se află în atomii de magneziu care au pierdut un electron, în halourile galaxiilor aflate la aproximativ 9,2 miliarde de ani lumină distanță. Lumina quasarului absorbită de acești atomi trasează o curbă aproape simetrică de zeci de galaxii care se întind pe aproximativ o cincisprezeme din raza universului observabil, a raportat Lopez. Structura în sine este invizibilă pe cer pentru ochii oamenilor, dar dacă ai putea-o vedea, arcul s-ar întinde de aproximativ 20 de ori lățimea lunii pline.

imagine de puncte albastre care semnifică quasari cu pete întunecate de halou
Astronomii au descoperit ceea ce spun ei că este un arc gigant de galaxii (curbă în formă de zâmbet în mijlocul acestei imagini) folosind lumina de la quasari îndepărtați (puncte albastre) pentru a cartografi unde pe cer lumina a fost absorbită de atomii de magneziu din halouri (pete întunecate) care înconjoară galaxiile din prim plan.A. Lopez

„Acesta este un test foarte fundamental al ipotezei că universul este omogen la scară mare”, spune astrofizicianul Subir Sarkar de la Universitatea din Oxford, care studiază structurile la scară largă din univers, dar nu a fost implicat în noua lucrare. Dacă Arcul Gigant este real, „aceasta este o afacere foarte mare”.

Dar Sarkar nu este încă convins că este real. „Ochiul nostru are tendința de a capta tipare”, spune Sarkar, observând că unii oameni au pretins că au văzut inițialele cosmologului Stephen Hawking scrise în fluctuații în fundalul cosmic cu microunde, cea mai veche lumină din univers.

Lopez a efectuat trei teste statistice pentru a afla șansele ca galaxiile să se alinieze întâmplător într-un arc uriaș. Toate trei sugerează că structura este reală, cu un test depășind standardul de aur al fizicienilor că șansele ca aceasta să fie o întâmplare statistică sunt mai mici de 0,00003%.

Sună destul de bine, dar poate să nu fie suficient, spune Sarkar. „În acest moment, aș spune că dovezile sunt tentante, dar nu sunt încă convingătoare”, spune el. Mai multe observații, de la grupul lui Lopez și alții, ar putea confirma sau infirma Arcul Gigant.

Dacă ar fi real, Arcul Gigant s-ar alătura unui grup în creștere de structuri la scară mare din univers care, luate împreună, ar sparge modelul standard al cosmologiei. Acest model presupune că atunci când te uiți la volume suficient de mari de spațiu – peste aproximativ 1 miliard de ani lumină – materia este distribuită uniform. Arcul Gigant apare de aproximativ trei ori mai lung decât acel prag teoretic. Se alătură altor structuri cu nume la fel de superlative, cum ar fi Marele Zid Sloan, Giant Gamma-Ray Burst Ring și Huge Large Quasar Group.

„Putem avea o structură la scară largă care ar putea fi doar o întâmplare statistică”, a spus Lopez. „Nu asta e problema. Toate combinate este ceea ce face problema și mai mare.”