تم العثور على مجموعات كاملة من المجرات المرتبطة بالجاذبية في الصحاري الكونية

في السابق، كان يعتقد أن الفراغات عبارة عن مناطق ضخمة لا تحتوي على مجرات تقريبًا، ويبلغ حجمها عشرات الميجا فرسخ فلكي (أي عشرات ومئات الملايين من السنين الضوئية). نادرًا ما توجد المجرات هناك، وغالبًا ما تكون منفردة. ومع ذلك، أظهرت الملاحظات من مسح SDSS أنه حتى هناك هيكل: خيوط الشبكة الكونية (خيوط)، والجدران ومجموعات صغيرة من المجرات. تمت دراسة الأخير عادةً في بيئات كثيفة – مجموعات وخيوط، حيث تتفاعل المجرات غالبًا مع بعضها البعض. هناك، يتم وصف حركتهم بشكل جيد من خلال النماذج الكلاسيكية. وفي المناطق الأقل كثافة لا يزال هناك الكثير من عدم اليقين. ولم يكن من الواضح تمامًا مدى استقرار المجموعات هناك، وما إذا كان لديهم الوقت “للتجمع” الجاذبية، وما إذا كان من الممكن الحديث عن التطور الكامل لمثل هذه الأنظمة. حدد فريق بحث دولي بقيادة مانويل أرجودو فرنانديز من المعهد الأندلسي للفيزياء الفلكية (إسبانيا) مجموعات مجرية تقع ضمن 170 فراغًا في الكون المحلي. وللقيام بذلك، استخدمنا كتالوجًا للمجرات وخوارزمية بحث جماعية توحد الأجسام الموجودة بالقرب من بعضها البعض في السماء وبسرعات حركة مماثلة على طول خط البصر. وقد أتاح هذا النهج تحديد الأنظمة التي يحتمل أن تكون مرتبطة بالجاذبية.

ونتيجة لذلك، تم اكتشاف أكثر من ألف مجموعة وآلاف من المجرات المنفردة داخل الفراغات. لفهم خصائصها، تم تقدير حجم المجموعات باستخدام ما يسمى بنصف القطر الفعال، وهي قيمة تعكس المسافات النموذجية بين المجرات في النظام. كلما كانت أصغر حجمًا، كلما بدت المجموعة أكثر “تجميعًا” وضغطًا. تم تحديد الحالة الديناميكية من خلال انتشار سرعات المجرات داخل المجموعة. إذا كانت السرعات مختلفة بشكل ملحوظ، فإن المجموعة كانت متماسكة معًا بواسطة جاذبية أقوى وكانت مرتبطة عادةً بهالة المادة المظلمة الأكثر ضخامة. اتضح أن مجموعات المجرات الموجودة في الفراغات موجودة في كل مكان تقريبًا ولا تعتمد على الكثافة الإجمالية لهذه المناطق. كلما زاد عدد المجرات في الفراغ، زاد عدد المجموعات، لكن خصائصها تظل متشابهة. إن “امتلاء” الفراغ العالمي ليس له أي تأثير تقريبًا على خصائص المجموعات نفسها. أي أن مثل هذه الأنظمة تتشكل محليًا تمامًا.

في المتوسط، تبين أن المجموعات داخل الفراغات أكثر تناثرًا و”شبابًا” ديناميكيًا من الأنظمة المماثلة في المناطق الكثيفة. علاوة على ذلك، فإن كتلتها تزداد بشكل طبيعي مع عدد المجرات، ولكن الاعتماد ضعيف إلى حد ما. وهذا يدل على أن الكثير منهم لم يصل بعد إلى حالة التوازن. وهكذا، خلص مؤلفو العمل العلمي المنشور على خادم ما قبل الطباعة بجامعة كورنيل إلى أن الفراغات ليست مناطق فارغة تمامًا، ولكنها بيئة يستمر فيها تكوين الهياكل المرتبطة بالجاذبية، وإن كان ذلك في وضع بطيء و”مخلخل”.