domenica 14 giugno 2015

Vuoti e Strutture Giganti 3/3



























Se vi foste persi i primi due post di questa serie andate prima a guardarli:
Vicinato e Gruppi di Galassie 1/3
Ammassi e SuperAmmassi di Galassie 2/3

Vi ricordate che nel post Dark Matter abbiamo parlato della 'ragnatela' che connette tutte le galassie? Ebbene, torniamo a quella ragnatela questa volta non a proposito della materia oscura, bensì per incontrare le Strutture Giganti dell'Universo.
Facciamo quindi un piccolo passo indietro (indietro nell'ordine di presentazione di questi post).

Qui a fianco, nell'immagine in basso, la ragnatela di cui vi parlavo,
riporto un breve estratto di quel post:

"...quella che vedete sembra una ragnatela con zone più dense e zone vuote, ... la quale connette le galassie. Si tratta di una rete composta da giganteschi filamenti gassosi che, se così si può dire, "tengono insieme" l'universo."


Ora metto altre 4 immagini relative alla ragnatela, senza però spiegarle, per sapere infatti di cosa si tratta più in dettaglio, vi invito ad andare a curiosare nel post relativo, sopra citato. A noi qui interessa solo per introdurre le Strutture Giganti, ma intanto spero di stuzzicare un po' la vostra curiosità, alla fine è sì materia complessa, ma non impossibile da comprendere. Coraggio, andiamo avanti.









































Nel precedente post Ammassi e SuperAmmassi di Galassie 2/3 abbiamo terminato con i SuperAmmassi di Galassie più grandi, vasti fino a 550 milioni di anni luce. Adesso possiamo passare finalmente alle Strutture Giganti. Non a caso ora usiamo il termine Strutture Giganti, c'è un salto di qualità nelle dimensioni.

Ripeto che stiamo parlando, in questo post triplo, di grandezze che vanno al di là di qualsiasi possibilità umana di comprensione. Questo problema però si supera in fondo facilmente, semplicemente riducendo queste cifre in proporzione fino a farle diventare piccole abbastanza da poterle gestire e poterci ragionare.

                                                                                                                                       Nella cosmologia fisica, filamenti di galassie, chiamati anche SuperAmmassi, Grandi Muraglie, o Grandi Attrattori, sono tra le più grandi strutture cosmiche conosciute nell'universo. Sono enormi, formazioni filiformi, con una lunghezza tipica di 50 a 80 megaparsec, che formano i confini tra i grandi vuoti dell'universo. I Filamenti consistono di galassie gravitazionalmente legate; SuperAmmassi vengono definite le parti in cui un gran numero di galassie sono molto vicine le une alle altre (in termini cosmici).                                                                                                                                 
Partiamo con la presentazione di 3 Strutture che vediamo poi meglio.

Da 1 fino a 4 miliardi di anni luce










Billion in inglese corrisponde al nostro miliardo, quindi capite bene che siamo passati ad un numero ancora più grande. Vediamo ora in dettaglio queste Strutture, facendo prima un paragone con qualcosa che avevamo visto nel post precedente.

1 miliardo di AL









Vi  ricordate il SuperAmmasso Locale o SuperAmmasso della Vergine? Lo vediamo confrontato qui sopra con Pisces-Cetus che è un complesso di SuperAmmassi dieci volte più esteso. I SuperAmmassi sono scritti in verde, in rosso invece abbiamo le zone scure che sono i già citati Voids o Vuoti, che vediamo tra poco. Qui sotto vedete meglio il Pisces-Cetus.












































Qui sopra il paragone è con il SuperAmmasso Horologium, grande 5 volte il SuperAmmasso Locale.

La Grande Muraglia CfA2, giusto prima di passare alle 3 strutture giganti più grandi.
































1 miliardo e 370 milioni di AL


Pisces-Cetus e Sloan (c'è un errore nel testo nella foto, ogni tanto capita) Great Wall, che significa la Grande Muraglia di Sloan. Cominciamo a crescere di grandezza.


La Grande muraglia di Sloan è un gigantesco ammasso di galassie nonché la terza più grande struttura dell'universo visibile dopo la Grande muraglia di Ercole e l'ammasso di quasar Huge-LQG e prima della Grande muraglia Cf2A. Gli astronomi precisano che tecnicamente la Grande muraglia Sloan non è una struttura. Come descritto da Jane Tang "gli elementi di una struttura sono in relazione gravitazionale l'uno con l'altro. Ad esempio il sistema solare è una struttura perché la Terra ruota attorno al Sole a causa della gravità di quest'ultimo. Le galassie di questa struttura sono coinvolte dal punto di vista gravitazionale e potrebbero in futuro evolvere in gruppi di galassie. Ma lo Sloan Great Wall non è una struttura. Questo è un errore dovuto alle misurazioni utilizzate per valutarne la distanza".

Sloan Great Wall è un enorme gruppo di galassie posto a circa 200 milioni AL di distanza dalla Via Lattea, lungo 500 milioni al, largo 300 milioni, ma spesso "solo" 15 milioni di anni luce (post distanze). In realtà le dimensioni riportate sono quelle minime stimate; non si conosce ancora la reale estensione della Grande Muraglia, poiché la vista è oscurata dalle polveri presenti nel piano della nostra galassia.

























Definito un massivo (abbiamo già usato questo termine, che significa "abbondante, concentrato, denso", come massiccio) "muro" di galassie.

Nel testo si dice anche che è la Struttura più ampia nell'Universo, ma come avevo già spiegato molti post fa, col tempo nuove scoperte spostano continuamente gli ultimi record e non si può certo star lì ad aggiornare decine e decine di testi nelle immagini. Il suo record però per un po' l'ha avuto.






























Veniamo ora alla 3^ Struttura che rimane da vedere.


4 miliardi di AL




HugeLQG, ma che cosa è?


La risposta: è un gruppo di 73 quasars, infatti LQG sta per Large Quasar Group, Grande Gruppo di Quasar (per la descrizione di un quasar vedi lo specifico post Buco Nero e Quasar ).










Questa struttura è talmente immensa da sfidare le nostre conoscenze e i modelli esistenti. Giusto per fare un confronto, la nostra galassia, la Via Lattea, si estende "solamente" per 100.000 anni luce, mentre il Superammasso Locale di galassie (detto anche Superammasso della Vergine, che contiene il Gruppo Locale all'interno del quale c'è la Via Lattea, post Ammassi e SuperAmmassi di Galassie 2/3), si estende "solamente" per 110 milioni di anni luce. Qui si parla invece di 4 miliardi di AL

Ed eccoci arrivati alla medaglia d'oro.

9 miliardi di anni luce



Il record al momento spetta alla
Grande Muraglia di Ercole - Corona Borealis (HCBG).















































Anche le cifre possono variare spesso, ma non credo che la cosa ci crei grossi problemi al momento, l'importante è avere un'idea.


Come promesso all'inizio del post, veniamo ora ai Voids o Vuoti accennati all'inizio del post, posti all'interno di quella ragnatela. Ebbene, vista l'enorme dimensione rientrano a pieno diritto tra le Strutture Giganti, con la differenza che non sono pieni di SuperAmmassi di Galassie bensì di 'niente'.

                                                                                                                                            In astronomia, i vuoti sono i grandi spazi vuoti tra i filamenti di galassie, tra le strutture più grandi dell'Universo, che contengono nessuna o pochissime galassie. I vuoti hanno tipicamente un diametro da 30 a 500 milioni di anni luce. I vuoti particolarmente grandi, definiti dall'assenza di superammassi ricchi, sono a volte chiamati SuperVuoti.
Si tratta in generale di enormi regioni vuote nello spazio cosmico, ampie fino a 3,5 miliardi di anni luce. Il primo "spazio di nulla" nel cosmo è stato scoperto nel 2007: con il suo miliardo di anni luce di estensione aveva lasciato gli scienziati perplessi. Poi, nel 2009 è stato scoperto un altro vuoto che copre 3,5 miliardi di anni luce.                                                                                                                                                                        



Nel post Dark Matter  trovate la spiegazione di questa immagine, che riguarda un'animazione in 3D delle zone dove non c'è alcuna materia, i cosiddetti Vuoti. Vediamo qualche immagine al riguardo.

Qui sotto una panoramica molto chiara dell'Universo a meno di 500 milioni di AL Notate in rosso alcuni giganteschi Vuoti, in giallo Strutture Giganti (Muraglie di Galassie) e infine in azzurro SuperAmmassi. Noi, all'interno del SuperAmmasso della Vergine, siamo sempre al centro nella griglia per riferimento e comodità di prospettiva.



































Un censimento del 1994 elenca un totale di 27 supervuoti, con distanze fino a 2 miliardi di AL. Un estratto è dato qui sotto:

    Nome                                      Distanza (Mpc-megaparsec)        Diametro (Mpc-megaparsec)
1.   Vuoto Locale                                          188                                                124
5.   Vuoto del Cane Maggiore                        82                                                  130
9.   SuperVuoto Locale Meridionale               135                                                 158
18. Vuoto della Colomba                              168                                                 144
19. SuperVuoto di Eridano                       168                                                 152
20. Vuoto del Bootes                                 304                                                110
21. Vuoto Gigante                                     201                                                163
24. SuperVuoto Locale Settentrionale           86                                                  146


250 milioni di anni luce
























Vuoto Bootes, un gigantesco Vuoto contenente pochissime Galassie. Il suo primo nome, Vuoto del Boötes, è dovuto al fatto che nelle vicinanze di questo supervuoto si trovi la costellazione di Boötes. Il suo secondo nome, Grande Vuoto, è invece dovuto al fatto che, con i suoi 250 milioni di anni luce circa di diametro, è uno dei più grandi vuoti conosciuti nell'universo, ed è dunque chiamato supervuoto.




Gli astronomi hanno cominciato a studiare questo vuoto e hanno scoperto recentemente alcune galassie dentro questa regione, Nuove galassie continuano ad essere scoperte, e dal 1997 il numero è salito a 60 (numeri comunque infinitesimali rispetto alle quantità degli Ammassi).








500 milioni di anni luce

Questa "macchia", forse la più fredda nell'Universo, potrebbe essere un Supervuoto (forse potrebbe essere il SuperVuoto di Eridano qualche immagine più avanti); nelle prossime due immagini lo vediamo confrontato con Strutture che abbiamo appena visto.

Una sua caratteristica degna di nota è che viene anche chiamato CMB Cold Spot o WMAP Cold Spot ed è una regione del cielo vista a microonde che risulta essere insolitamente grande e fredda rispetto alle proprietà attese della radiazione cosmica di fondo a microonde (CMB - vedi post Big Bang ma anche la Nebulosa Bowtie nel post Nebulose 1/3).



















































625 milioni di anni luce






























1 miliardo di anni luce



Il  Vuoto Gigante. Il Vuoto Gigante è una grande regione di spazio caratterizzata da una bassissima densità di galassie, nella costellazione dei Cani da Caccia, infatti viene chiamato anche SuperVuoto Cani da Caccia (Canes Venatici SuperVoid). È il più grande vuoto conosciuto, con un diametro stimato tra i 300 e i 400 megaparsec (tra 1 e 1,3 miliardi di anni luce) e approssimativamente distante 1,5 miliardi di anni luce dalla Terra (z = 0,116). La posizione del Vuoto nel cielo è vicina a quella del Vuoto del Bootes, che è cinque volte più vicino ma ha un quarto delle dimensioni del Vuoto Gigante. Pur trattandosi di un vasto vuoto, esso contiene 17 gruppi di galassie, concentrati in una regione sferica di 50 megaparsec di diametro. Studi sul movimento delle galassie mostrano che non interagiscono tra di loro, il che significa che la densità dei gruppi è molto bassa e si traduce in una trascurabile interazione gravitazionale.


Il  Vuoto Gigante o SuperVuoto nella Costellazione dei Cani da Caccia, confrontato con la struttura gigante Huge LQG di cui abbiamo parlato prima.


Oltre le Strutture Giganti, si arriva alle dimensioni ipotizzabili circa l'intero Universo.

27,5 miliardi di anni luce: Universo Osservato





















93 miliardi di anni luce: Universo Osservabile
























Paragonato con la Struttura Gigante Sloan Great Wall.

































Come vedete qui sopra, i SuperAmmassi Locali dove si trova il SuperAmmasso della Vergine o SuperAmmasso Locale, nel quale si trova l'Ammasso della Vergine che contiene il Gruppo Locale dove si trova La Via Lattea, quindi noi, sono solo un minuscolo puntino tra i miliardi che costituiscono l'Universo Osservabile (dove siamo noi, nel post Ammassi e SuperAmmassi di Galassie 2/3)

Un microscopico puntino eppure in quel puntino si trova un così meraviglioso pianeta, piazzato in una zona e in tali condizioni che hanno dell'incredibile perché là vi è possibile la vita nelle sue innumerevoli forme.

Bene, abbiamo concluso questo lungo post diviso in 3 parti, di cui le prime due:

- Vicinato e Gruppi di Galassie 1/3
- Ammassi e SuperAmmassi 2/3

Spero vi sia piaciuto e vi attendo prossimamente per una nuova avventura.


Link utili:

https://youtu.be/fBKNJwrva80
sequenza video dal micro al macrocosmo, nella parte finale le immagini argomento di questi post

altre sequenze di comparazioni
https://youtu.be/HSL9JCcg1zw
https://youtu.be/XKg74ZOsDKk
https://youtu.be/4S69zZwYrx0?list=UUnQ5ubO2pULtTKAZqRuZxRg

https://astrofisicaperastrofili.wordpress.com/tag/bolla-locale/
http://holographicgalaxy.blogspot.it/2013/11/cosmic-structure-10-billion-light-years.html




2 commenti:

Max Light ha detto...

Bellissimo articolo, spiegato molto bene e comprensibile anche per i non addetti ai lavori come me!
Complimenti

Matteo Raffaelli ha detto...

Gentilissimo, mi scuso per il ritardo nel risponderti ma ho dei turni di lavoro che mi lasciano meno tempo libero. Il tuo commento è molto gradito e utile perché mi aiuta e mi stimola a fare sempre meglio.

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