Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra thứ có thể là cấu trúc có quy mô lớn nhất trong vũ trụ đã biết — một nhóm các cụm thiên hà và cụm thiên hà trải dài khoảng 1,3 tỷ năm ánh sáng và chứa 200 nghìn tỷ khối lượng mặt trời.
Cấu trúc mới được tìm thấy này được đặt tên là Quipu theo tên của Hệ thống đếm của người Inca và lưu trữ số bằng cách sử dụng các nút thắt trên dây.
Giống như dây Quipu, cấu trúc này phức tạp, được tạo thành gồm một sợi dài và nhiều sợi bên. Nó trải dài khoảng 1,3 tỷ năm ánh sáng (gấp hơn 13.000 lần chiều dài của Ngân Hà), có khả năng trở thành vật thể lớn nhất trong vũ trụ về chiều dài, đánh bại những vật thể giữ kỷ lục trước đó như Siêu cụm Laniākea.
Khám phá này đã được chia sẻ trong một bài báo mới được đăng trên trang web bản in trước ArXiv vào ngày 31 tháng 1. (Bài báo vẫn chưa được xuất bản trên tạp chí được bình duyệt ngang hàng, nhưng đã được tạp chí Astronomy and Astrophysics chấp nhận.)
"Quipu thực sự là một cấu trúc nổi bật dễ dàng nhận thấy bằng mắt trên bản đồ bầu trời của các cụm sao trong phạm vi dịch chuyển đỏ mục tiêu, mà không cần sự trợ giúp của phương pháp phát hiện", nhóm nghiên cứu đã viết trong bài báo.
Liên quan: Kính viễn vọng không gian James Webb phá vỡ kỷ lục của chính mình để tìm ra những thiên hà sớm nhất từng tồn tại
Nghiên cứu này là một phần trong nỗ lực lâu dài nhằm lập bản đồ phân bố vật chất của vũ trụ ở các bước sóng ánh sáng khác nhau. Các cấu trúc xa xôi trong vũ trụ cho thấy sự dịch chuyển bước sóng của chúng về phía phần đỏ của phổ điện từ, một hiện tượng được gọi là dịch chuyển đỏ. Trong khi các vật thể có độ dịch chuyển đỏ lên tới 0,3 đã được lập bản đồ tốt, các nhà nghiên cứu tập trung nghiên cứu mới vào độ dịch chuyển đỏ từ 0,3 đến 0,6. Độ dịch chuyển đỏ càng lớn, các vật thể càng ở xa.
Quipu là siêu cấu trúc lớn nhất mà các nhà nghiên cứu phát hiện ra trong tập dữ liệu của họ, nhưng họ cũng tìm thấy bốn cấu trúc khổng lồ khác. Siêu cụm Shapley, trước đây được biết đến là siêu cấu trúc lớn nhất từng được phát hiện. Giờ đây, nó đã bị lu mờ bởi Quipu, cùng với ba siêu cấu trúc khác: Siêu cấu trúc Serpens-Corona Borealis, siêu cụm Hercules và siêu cấu trúc Sculptor-Pegasus, trải dài giữa hai chòm sao tạo nên tên gọi của nó.
Các nhà nghiên cứu báo cáo trong bài báo rằng năm siêu cấu trúc này chứa 45% các cụm thiên hà, 30% các thiên hà và 25% vật chất trong vũ trụ quan sát được. Tổng cộng, chúng chiếm 13% thể tích của vũ trụ.
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN
—5 sự thật hấp dẫn về Vụ nổ lớn, lý thuyết định nghĩa lịch sử của vũ trụ
—Vũ trụ đang giãn nở quá nhanh khiến vật lý không thể giải thích
—Một 'CT scan' vũ trụ cho thấy vũ trụ phức tạp hơn nhiều so với dự kiến
Các nhà nghiên cứu đã viết rằng các nghiên cứu trong tương lai có thể xem xét cách các cấu trúc quy mô lớn này ảnh hưởng đến quá trình tiến hóa của các thiên hà. Mặc dù các cấu trúc này chỉ là tạm thời — vũ trụ luôn mở rộng, kéo các cụm ra xa nhau một cách chậm rãi — nhưng kích thước tuyệt đối của chúng khiến chúng trở nên quan trọng.
"Trong quá trình tiến hóa vũ trụ trong tương lai, các siêu cấu trúc này chắc chắn sẽ vỡ thành nhiều đơn vị sụp đổ", các nhà nghiên cứu viết. "Do đó, chúng là những cấu hình tạm thời. Nhưng hiện tại, chúng là những thực thể vật lý đặc biệt với các đặc tính đặc trưng và môi trường vũ trụ đặc biệt đáng được chú ý đặc biệt".
Cấu trúc mới được tìm thấy này được đặt tên là Quipu theo tên của Hệ thống đếm của người Inca và lưu trữ số bằng cách sử dụng các nút thắt trên dây.
Giống như dây Quipu, cấu trúc này phức tạp, được tạo thành gồm một sợi dài và nhiều sợi bên. Nó trải dài khoảng 1,3 tỷ năm ánh sáng (gấp hơn 13.000 lần chiều dài của Ngân Hà), có khả năng trở thành vật thể lớn nhất trong vũ trụ về chiều dài, đánh bại những vật thể giữ kỷ lục trước đó như Siêu cụm Laniākea.
Khám phá này đã được chia sẻ trong một bài báo mới được đăng trên trang web bản in trước ArXiv vào ngày 31 tháng 1. (Bài báo vẫn chưa được xuất bản trên tạp chí được bình duyệt ngang hàng, nhưng đã được tạp chí Astronomy and Astrophysics chấp nhận.)
"Quipu thực sự là một cấu trúc nổi bật dễ dàng nhận thấy bằng mắt trên bản đồ bầu trời của các cụm sao trong phạm vi dịch chuyển đỏ mục tiêu, mà không cần sự trợ giúp của phương pháp phát hiện", nhóm nghiên cứu đã viết trong bài báo.
Liên quan: Kính viễn vọng không gian James Webb phá vỡ kỷ lục của chính mình để tìm ra những thiên hà sớm nhất từng tồn tại
Nghiên cứu này là một phần trong nỗ lực lâu dài nhằm lập bản đồ phân bố vật chất của vũ trụ ở các bước sóng ánh sáng khác nhau. Các cấu trúc xa xôi trong vũ trụ cho thấy sự dịch chuyển bước sóng của chúng về phía phần đỏ của phổ điện từ, một hiện tượng được gọi là dịch chuyển đỏ. Trong khi các vật thể có độ dịch chuyển đỏ lên tới 0,3 đã được lập bản đồ tốt, các nhà nghiên cứu tập trung nghiên cứu mới vào độ dịch chuyển đỏ từ 0,3 đến 0,6. Độ dịch chuyển đỏ càng lớn, các vật thể càng ở xa.
Các cấu trúc lớn nhất trong vũ trụ
Các cấu trúc được báo cáo trong nghiên cứu mới đều được phát hiện cách Trái đất khoảng 425 triệu đến 815 triệu năm ánh sáng. Các nghiên cứu trước đây cho thấy rằng thậm chí còn có những cấu trúc lớn hơn tồn tại sâu hơn trong vũ trụ. Ứng cử viên hiện tại cho cấu trúc lớn nhất trong vũ trụ là Vạn lý trường thành Hercules Corona-Borealis, một tập trung vật chất bí ẩn nằm cách Trái đất khoảng 10 tỷ năm ánh sáng và trải dài ước tính 10 tỷ năm ánh sáng. Tuy nhiên, sự tồn tại của Vạn lý trường thành vẫn còn gây tranh cãi.Quipu là siêu cấu trúc lớn nhất mà các nhà nghiên cứu phát hiện ra trong tập dữ liệu của họ, nhưng họ cũng tìm thấy bốn cấu trúc khổng lồ khác. Siêu cụm Shapley, trước đây được biết đến là siêu cấu trúc lớn nhất từng được phát hiện. Giờ đây, nó đã bị lu mờ bởi Quipu, cùng với ba siêu cấu trúc khác: Siêu cấu trúc Serpens-Corona Borealis, siêu cụm Hercules và siêu cấu trúc Sculptor-Pegasus, trải dài giữa hai chòm sao tạo nên tên gọi của nó.
Các nhà nghiên cứu báo cáo trong bài báo rằng năm siêu cấu trúc này chứa 45% các cụm thiên hà, 30% các thiên hà và 25% vật chất trong vũ trụ quan sát được. Tổng cộng, chúng chiếm 13% thể tích của vũ trụ.
Không gian di chuyển theo những cách bí ẩn
Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra những cách mà vật chất này ảnh hưởng đến môi trường chung trong vũ trụ. Các siêu cấu trúc ảnh hưởng đến nền vi sóng vũ trụ (CMB), bức xạ vi sóng còn sót lại từ Vụ nổ lớn được tìm thấy đồng đều trên khắp không gian. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng vận tốc cục bộ của các luồng thiên hà này ảnh hưởng đến phép đo sự giãn nở tổng thể của vũ trụ: Nơi các siêu cấu trúc thống trị, sự giãn nở cục bộ của các thiên hà có thể làm sai lệch phép đo sự giãn nở tổng thể của vũ trụ, được gọi là hằng số Hubble. Cuối cùng, lực hấp dẫn của quá nhiều vật chất có thể gây ra hiện tượng bẻ cong ánh sáng được gọi là thấu kính hấp dẫn, có thể làm biến dạng hình ảnh của bầu trời xa xôi.CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN
—5 sự thật hấp dẫn về Vụ nổ lớn, lý thuyết định nghĩa lịch sử của vũ trụ
—Vũ trụ đang giãn nở quá nhanh khiến vật lý không thể giải thích
—Một 'CT scan' vũ trụ cho thấy vũ trụ phức tạp hơn nhiều so với dự kiến
Các nhà nghiên cứu đã viết rằng các nghiên cứu trong tương lai có thể xem xét cách các cấu trúc quy mô lớn này ảnh hưởng đến quá trình tiến hóa của các thiên hà. Mặc dù các cấu trúc này chỉ là tạm thời — vũ trụ luôn mở rộng, kéo các cụm ra xa nhau một cách chậm rãi — nhưng kích thước tuyệt đối của chúng khiến chúng trở nên quan trọng.
"Trong quá trình tiến hóa vũ trụ trong tương lai, các siêu cấu trúc này chắc chắn sẽ vỡ thành nhiều đơn vị sụp đổ", các nhà nghiên cứu viết. "Do đó, chúng là những cấu hình tạm thời. Nhưng hiện tại, chúng là những thực thể vật lý đặc biệt với các đặc tính đặc trưng và môi trường vũ trụ đặc biệt đáng được chú ý đặc biệt".
