Selama hampir seabad, para astronom telah memahami bahwa Semesta berada dalam kondisi ekspansi. Ini adalah konsekuensi dari Relativitas Umum, dan laju perluasannya dikenal sebagai Konstan Hubble - dinamai menurut nama orang yang pertama kali memperhatikan fenomena tersebut. Namun, para astronom juga belajar bahwa dengan struktur berskala besar dari Semesta, galaksi dan kluster juga telah bergerak lebih dekat dan relatif satu sama lain.
Selama beberapa dekade, para astronom telah berusaha melacak bagaimana pergerakan ini terjadi selama sejarah kosmik. Dan berkat upaya tim astronom internasional, peta paling detail hingga saat ini dari orbit galaksi yang terletak di dalam Virgo Supercluster telah dibuat. Peta ini mencakup gerakan terakhir hampir 1.400 galaksi dalam 100 juta tahun cahaya ruang, menunjukkan bagaimana lingkungan kosmik kita telah berubah.
Studi yang merinci penelitian mereka baru-baru ini muncul di Jurnal Astrofisika dengan judul "Aksi Dinamika Supercluster Lokal". Dipimpin oleh Edward J. Shaya dari University of Maryland, tim tersebut termasuk anggota dari Institut Astronomi UH, Institut Fisika Fisika di Yerusalem, dan Institut Penelitian Hukum Dasar Alam Semesta (IRFU) di Paris.
Demi penelitian mereka, tim menggunakan data dari survei CosmicFlows, serangkaian tiga studi yang menghitung jarak dan kecepatan galaksi tetangga antara 2011 dan 2016. Beberapa anggota tim studi terlibat dalam survei ini, yang kemudian mereka dipasangkan dengan perkiraan jarak lain dan medan gravitasi untuk membangun studi aliran besar Supercluster Virgo.
Dari ini, mereka mampu membuat model komputer yang memetakan gerakan hampir 1.400 galaksi dalam 100 juta tahun cahaya, dan selama 13 miliar tahun (hanya 800 juta tahun setelah Big Bang). Seperti yang dikatakan oleh Brent Tully, seorang astronom di Institut Astronomi UH dan rekan penulis studi tersebut, dalam siaran pers UH:
“Untuk pertama kalinya, kita tidak hanya memvisualisasikan struktur terperinci dari Supercluster Lokal galaksi kita tetapi kita melihat bagaimana struktur berkembang selama sejarah alam semesta. Analogi adalah studi tentang geografi Bumi saat ini dari pergerakan lempeng tektonik. "
Apa yang mereka temukan adalah bahwa model mereka cocok dengan aliran kecepatan hari ini dengan baik, yang berarti bahwa struktur dan kecepatan yang mereka amati dalam model mereka sesuai dengan apa yang telah diamati dari galaksi pada hari ini. Mereka juga menentukan bahwa di dalam area ruang yang mereka petakan, penarik gravitasi utama adalah Virgo Cluster - yang terletak sekitar 50 juta tahun cahaya dan mengandung antara 1300 dan 2000 galaksi.
Selain itu, penelitian mereka menunjukkan bahwa lebih dari seribu galaksi telah jatuh ke dalam Virgo Cluster dalam 13 miliar tahun terakhir, sementara semua galaksi dalam 40 juta tahun cahaya dari cluster akhirnya akan ditangkap. Saat ini, Bima Sakti terletak tepat di luar zona penangkapan ini, tetapi Bima Sakti dan Galaksi Andromeda ditakdirkan untuk bergabung dalam 4 miliar tahun mendatang.
Begitu mereka melakukannya, nasib galaksi masif yang dihasilkan akan serupa dengan galaksi lainnya di bidang studi. Ini adalah takeaway lain dari penelitian ini, di mana tim menentukan bahwa peristiwa merger ini hanyalah bagian dari pola yang lebih besar. Pada dasarnya, dalam wilayah ruang yang mereka amati, ada dua pola aliran menyeluruh. Dalam satu belahan bumi dari wilayah ini, semua galaksi - termasuk Bima Sakti - mengalir menuju satu lembaran datar.
Pada saat yang sama, setiap galaksi di seluruh volume ruang bergerak ke arah penarik gravitasi yang terletak jauh di luar wilayah studi. Mereka menentukan bahwa kekuatan-kekuatan luar ini tidak lain adalah Centaurus Supercluster - sekelompok ratusan galaksi, yang terletak sekitar 170 juta tahun cahaya di konstelasi Centaurus - dan Penarik Hebat.
Penarik Hebat terletak 150 juta tahun cahaya jauhnya, dan merupakan wilayah misterius yang tidak dapat dilihat karena lokasinya (di sisi berlawanan dari Bima Sakti). Namun, selama beberapa dekade, para ilmuwan telah mengetahui bahwa galaksi kita dan galaksi terdekat lainnya bergerak ke arahnya. Wilayah ini juga merupakan inti dari Laniakea Supercluster, sebuah wilayah yang membentang lebih dari 500 juta tahun cahaya dan mengandung sekitar 100.000 galaksi besar.
Singkatnya, ketika Alam Semesta dalam keadaan ekspansi, dinamika galaksi dan gugusan galaksi menunjukkan bahwa mereka masih tertarik pada struktur yang lebih rapat. Dalam lingkungan kosmik kita, penarik utama jelas adalah Virgo Cluster, yang memengaruhi semua galaksi dalam radius 40 juta tahun cahaya. Selain itu, Centaurus Supercluster dan Penarik Hebat (sebagai bagian dari Laniakea Supercluster yang lebih besar) yang menarik-narik tali kami.
Dengan memetakan proses tarik-menarik yang telah berlangsung selama 13 miliar tahun terakhir, para astronom dan kosmolog dapat melihat bagaimana alam semesta kita telah berevolusi selama sebagian besar sejarahnya. Dengan waktu, dan instrumen yang lebih baik yang mampu melihat lebih dalam ke kosmos (seperti James Webb Space Telescope) kami diharapkan dapat menyelidiki lebih jauh lagi ke arah awal kosmos.
Memetakan bagaimana Alam Semesta kita telah berubah dari waktu ke waktu tidak hanya mengonfirmasi model kosmologis kita dan memverifikasi teori-teori dominan tentang bagaimana materi berperilaku pada skala terbesar (mis. Relativitas Umum). Ini juga memungkinkan para ilmuwan untuk memprediksi masa depan Alam Semesta kita dengan tingkat kepastian yang adil, memodelkan bagaimana galaksi dan superclusters akhirnya akan bersatu membentuk struktur yang lebih besar.
Tim juga membuat video yang menunjukkan hasil studi mereka, serta model interaktif yang memungkinkan pengguna memeriksa kerangka referensi dari berbagai titik pandang. Pastikan untuk melihat video di bawah ini, dan buka halaman UH untuk mengakses model interaktif mereka.
