Paul Sutter az Ohio Állami Egyetem asztrofizikusa és a COSI Tudományos Központ vezető tudósa. Sutter a Ask a Spaceman és a RealSpace című podcastok, valamint a COSI Science Now című YouTube-sorozat házigazdája is.

Valahol, a kozmosz legmélyén, távol az otthoni galaxisunk, a Tejútrendszer biztonságos határaitól, egy szörnyeteg lakozik. Lassan, elkerülhetetlenül húzódik. Évmilliárdok alatt egyre közelebb húz magához minket és mindent, ami a közelünkben van. Az egyetlen erő, amely ilyen hatalmas távolságokon és kozmikus időtartamokon keresztül hat, a gravitáció, tehát bármi is az, hatalmas és könyörtelen.

Nagy vonzóerőnek nevezzük, és egészen a közelmúltig a valódi természete teljes rejtély volt. Megjegyezzük, hogy még mindig rejtély, csak nem teljes.

A Nagy Vonzót először az 1970-es években fedezték fel, amikor a csillagászok részletes térképeket készítettek a Kozmikus Mikrohullámú Háttérről (a korai univerzumból visszamaradt fényről), és észrevették, hogy a Tejútrendszer egyik oldalán kissé (és a “kissé” itt kevesebb, mint egy százados Fahrenheit-fokot jelent) melegebb van, mint a másik oldalon – ami arra utal, hogy a galaxis mintegy 370 mérföld per másodperc (600 km/s) sebességgel mozog az űrben.

Noha a csillagászok meg tudták mérni a gyors sebességet, nem tudták megmagyarázni az eredetét.

A kikerülési zóna

Először is, miért van egyáltalán rejtély? A csillagászok fantasztikusan jók abban, hogy megnézzék a dolgokat az űrben – elvégre ez az egyetlen munkájuk. Tehát azt gondolnánk, hogy mostanra valaki már a mi mozgásunk irányába irányított egy távcsövet, és … nos, rájött. De van egy probléma: bármi is legyen a Nagy Vonzó, az a Centaurus csillagkép irányában van, és a saját Tejútrendszerünk korongja éppen arrafelé vágja át a látóterünket. A mi galaxisunk tele van szeméttel – csillagok, gáz, por, még több gáz -, és ez a sok szemét elzárja a távolabbi világegyetem fényét.

Tehát fantasztikusan jól feltérképezzük az univerzum nagyméretű szerkezetének nagy részét, kivéve ott, ahol a saját galaxisunkon keresztül vagyunk kénytelenek átnézni. Ezt a területet a csillagászok drámai módon az elkerülés zónájának nevezték el.

És a fenébe is, a Nagy Vonzó ott van hátul, mélyen a Zónában, nehezen jellemezhetően. Szerencsére ez kezd megváltozni, ahogy a röntgen- és rádiócsillagászok átkukucskáltak a Tejútrendszer homályos mélyén, és megkezdték az univerzum eme eddig ismeretlen foltjának homályos, bizonytalan vázlatát.

Go Big and go home

Hogy megértsük, mi történik a Nagy Vonzóval, a nagy képet kell néznünk. És úgy értem, hogy Nagyot: a legnagyobb képet mind közül. A Tejútrendszerünkön túl van a legközelebbi tisztességes méretű galaktikus szomszédunk, az Androméda-galaxis. Kicsit több mint 2,5 millió fényévre van tőlünk, gyakorlatilag az utca végén, olyan léptékben, amiről én beszélek.

A Tejútrendszer, az Androméda, a Triangulum-galaxis és néhány tucatnyi csatlós alkotja a Lokális Csoportot, egy gravitációsan kötött, körülbelül 10 millió fényév átmérőjű halmazt.

A következő nagy dolog odalent a Szűz-halmaz, a mi helyi világegyetemünk belvárosa: Több mint 1300 galaxis tömörül egy sűrű csomóba, mindössze 65 millió fényévre. A Szűz-halmaz gravitációsan is kötött, ami nagyjából azt jelenti, amit gondolnánk: A benne lévő galaxisok hajlamosak egymás közelében lógni, a kölcsönös gravitációjuk által összekötve.

Ha ennél nagyobbra megyünk, a galaxison kívüli struktúrák meghatározása kissé homályossá válik. Vannak hatalmas galaxis-gyűjtemények, amelyeket “szuperhalmazoknak” neveznek, és sokáig lazán úgy definiálták őket, hogy “Eh, ez nagyobb, mint egy halmaz, de kisebb, mint egy univerzum”. Édes neveket is kaptak, annak alapján, hogy milyen csillagképen keresztül néztünk át, hogy feltérképezzük a struktúrát, vagy régi csillagászokról nevezték el őket: Szűz szuperhalmaz, Hydra-Centaurus szuperhalmaz, Shapley szuperhalmaz, stb. Ez a meghatározás jól működött, amíg el nem kellett kezdenünk komoly munkát végezni; pl. kitalálni, hogy mi a fene folyik a Nagy Vonzóval.

Go with the Flow

Hierarchikus univerzumban élünk. Vagyis az elmúlt 13 és fél milliárd év alatt az anyag kis csomókba halmozódott, amelyek nagyobb csomókba olvadtak, amelyek még nagyobb csomókba olvadtak. A buli azonban körülbelül 5 milliárd évvel ezelőtt megállt, amikor a sötét energia kezdett dominálni … de ez már egy másik cikk témája.

A mi univerzumunkban már kialakultak galaxisok, csoportok és halmazok. A mi saját Helyi Csoportunk sűrűsödik, a Tejútrendszer és az Androméda körülbelül 5 milliárd év múlva ütközés felé tart. Maga a Helyi Csoport, néhány más csoporttal és kisebb halmazzal együtt, a gravitációs autópályákon cirkál a belvárosi Szűz-halmaz felé, amely a kényelmes nevű Szűz-szuperhalmaz középpontjában áll.

És az összes közeli anyag – beleértve a Tejútrendszert, az Andromédát, a Szűz-halmazt és környékét – a Nagy Vonzó felé tart. Az Elkerülő Zónán belüli kifinomultabb (értsd: bármilyen) felmérések és annak kifinomultabb (értsd: bármilyen) megértése, hogy pontosan mi is az a “szuperhalmaz”, együttesen kezdték megfejteni a Nagy Vonzó rejtélyét.

Ahelyett, hogy csak egy “galaxisok nagy pacája” lenne, az univerzum helyi szomszédságában lévő galaxisok sebességének tanulmányozása a “szuperhalmaz” jobb munkadefiníciójához vezetett: egy olyan térfogat, ahol az összes galaxis ebben a térben egy közös központ felé “áramlik”. Ez a meghatározás pedig átdolgozta a helyi világegyetemről alkotott képünket. A Virgo szuperhalmaz nem egy elszigetelt objektum, hanem csak egy karja (hogy igazságosak legyünk, egy rendkívül hatalmas karja) egy még nagyobb struktúrának: a Laniakea szuperhalmaznak.

A nem túl nagy vonzó

A szupergalaktikus struktúrákat az anyagáramlások szemüvegén keresztül vizsgálva könnyű belátni, mi történik a Nagy Vonzóval. Hierarchikus univerzumban élünk, ahol a kis struktúrák galaktikus Lego-kockákhoz hasonlóan rakódnak össze nagyobbakká. A Tejútrendszer és az Androméda a Lokális Csoport középpontja felé tart, ahogy az összesűrűsödik. A Szűz szuperhalmazban lévő összes anyag a központja, a Szűz-halmaz felé esik.

És a Laniakea szuperhalmazban lévő összes anyag a központja felé esik, amelyet jelenleg a Norma-halmaz foglal el, amely az összes gáz és galaxis felhalmozódása, amely már megelőzött minket ott.

A Nagy Vonzó tehát valójában nem is egy dolog, hanem egy hely: a mi világegyetemrészünk fókuszpontja, egy több mint 13 milliárd évvel ezelőtt beindult folyamat végeredménye, és az anyag áramlásának és felhalmozódásának természetes eredménye a világegyetemünkben. Hogyan kezdődött ez a folyamat? Nos, ez is egy másik cikk….

És mielőtt elmennék: A Nagy Vonzó nem sokáig marad ilyen Nagy. Valójában soha nem fogjuk elérni. Mielőtt elérnénk, a sötét energia elszakítja tőlünk a Norma-halmazt. A halmazok olyanok maradnak, amilyenek, de a szuperhalmazok sosem lesznek méltóak a nevükhöz. Szóval vigasztalódjunk: nincs mitől tartanunk a Nagy Vonzótól.

Tudjon meg többet a “Mi a Nagy Vonzó?” című epizód meghallgatásával a Ask A Spaceman podcastben, amely elérhető az iTunes-on és a weben a http://www.askaspaceman.com címen. Köszönet Jone L.-nek a kérdésért, amely ehhez a cikkhez vezetett! Tegye fel saját kérdését a Twitteren a #AskASpaceman használatával, vagy kövesse Pault @PaulMattSutter és facebook.com/PaulMattSutter.