Պոտսդամի համալսարանի աստղագետները բացահայտել են զարմանալի անոմալիա Անդրոմեդա գալակտիկայում (M31), որը մեր ամենամոտ տիեզերական հարևանն է: Նրա 37 ամենապայծառ արբանյակային գալակտիկաներից 36-ը գտնվում են Ծիր Կաթինին նայող կողմում: Հաշվարկների համաձայն, նման դասավորության հավանականությունը կազմում է ընդամենը 0.3%-ից պակաս, ինչը նման է նրան, որ մետաղադրամը 100 անգամ անընդմեջ ընկնի նույն կողմով: Nature Astronomy-ում հրապարակված հետազոտությունը գիտնականների առջև նոր առեղծված է դնում Տիեզերքի կառուցվածքի մասին: Պատմում ենք, թե սա ինչ է նշանակում, ինչ տեսություններ են բացատրում այս ֆենոմենը և ինչպես է այն կապված տիեզերքի պատմության հետ:

Ի՞նչն է սխալ Անդրոմեդայի հետ

Անդրոմեդա գալակտիկան, որը գտնվում է Երկրից 2.5 միլիոն լուսային տարի հեռավորության վրա, Տեղական խմբի ամենամեծ գալակտիկան է, որի մեջ մտնում են Ծիր Կաթինը և Եռանկյուն գալակտիկան: Նրա տրամագիծը կազմում է մոտ 220,000 լուսային տարի, և այն շրջապատված է տասնյակ արբանյակային գալակտիկաներով՝ փոքր «մինի-գալակտիկաներով», որոնք պտտվում են նրա շուրջ, ինչպես Լուսինը Երկրի: Սովորաբար արբանյակները բաշխվում են հավասարաչափ, բայց Անդրոմեդայի դեպքում ամեն ինչ այլ է:

«Հաբբլ» աստղադիտակի դիտարկումները ցույց են տվել, որ M31-ի 37 ամենապայծառ արբանյակներից 36-ը կենտրոնացած են Ծիր Կաթինին նայող կողմում: Սա պարզապես պատահականություն չէ. համակարգչային սիմուլյացիաները, որոնք հիմնված են ստանդարտ կոսմոլոգիական մոդելի (ΛCDM) վրա, ցույց են տալիս, որ նման դասավորության հավանականությունը 0.3%-ից պակաս է: Անդրոմեդան միակ հայտնի գալակտիկան է նման ասիմետրիայով, ինչը նրան դարձնում է տիեզերական էվոլյուցիայի ուսումնասիրման եզակի լաբորատորիա:

Ինչո՞ւ են արբանյակները խմբավորվել

Գիտնականներն առաջարկել են մի քանի վարկած, սակայն ոչ մեկը լիարժեք պատասխան չի տալիս.

  • Հին միաձուլում. Մոտ 2–3 միլիարդ տարի առաջ Անդրոմեդան կարող էր կլանել իր չափերով համեմատելի խոշոր գալակտիկա: Այս իրադարձությունը, որը հայտնի է որպես «թաց միաձուլում» (գազի առատության պատճառով), կարող էր վերաբաշխել արբանյակները՝ խմբավորելով դրանք մեկ կողմում: Սակայն պարզ չէ, թե ինչու են դրանք հայտնվել հենց Ծիր Կաթինի ուղղությամբ:
  • Գրավիտացիոն ազդեցություն. Ծիր Կաթինը, որի զանգվածը մոտ 1 տրիլիոն արևային զանգված է, կարող էր միլիարդավոր տարիների ընթացքում «գրավել» Անդրոմեդայի արբանյակները: Բայց հաշվարկները ցույց են տալիս, որ 2.5 միլիոն լուսային տարի հեռավորությունը չափազանց մեծ է նման ազդեցության համար:
  • Մութ նյութ. Անդրոմեդան շրջապատող մութ նյութի կառուցվածքը կարող էր արբանյակներին ուղղորդել մեկ տարածք: Նմանատիպ անոմալիաներ, ինչպես Պերսեուսի կույտում, որտեղ մութ նյութը ստեղծել է «կամուրջ» բախումից հետո, ակնարկում են նրա դերի մասին: Սակայն մոդելները դեռ չեն հաստատում այս գաղափարը Անդրոմեդայի համար:
  • Անտեսանելի արբանյակներ. Հնարավոր է, M31-ի հակառակ կողմում կան այլ արբանյակներ, բայց դրանք չափազանց խամրած են՝ նկատվելու համար: Այնպիսի աստղադիտակները, ինչպիսին է «Ջեյմս Ուեբբը», ապագայում կարող են գտնել դրանք:

Յուրաքանչյուր վարկած պահանջում է ստուգում, բայց ընթացիկ տվյալները point են բարդ գործընթացների մասին, որոնք ստանդարտ մոզելները չեն բացատրում: «Մենք տեսնում ենք կառուցվածքներ, որոնք չպետք է գոյություն ունենային մեր տեսությունների համաձայն: Սա մարտահրավեր է կոսմոլոգիայի համար»,- նշել է հետազոտության հեղինակներից մեկը:

Ինչպե՞ս է սա հայտնաբերվել

Անոմալիան հայտնաբերվել է դիտարկումների և վերլուծության համադրությամբ.

  • «Հաբբլ» աստղադիտակ. Նրա բարձր լուծաչափով պատկերները թույլ են տվել ճշգրիտ որոշել Անդրոմեդայի 37 արբանյակների դիրքը: Դրանց մեծ մասը կարճլիկ գալակտիկաներ են՝ 1 միլիոնից մինչև 1 միլիարդ արևային զանգվածով:
  • Գրավիտացիոն լինզավորում. Ֆոնային գալակտիկաներից լույսի թույլ խեղաթյուրումները օգնել են կառուցել M31-ի զանգվածի քարտեզը՝ բացահայտելով արբանյակների բաշխման ասիմետրիան:
  • Սիմուլյացիաներ. Գիտնականները սուպերհամակարգիչների վրա գործարկել են միլիոնավոր մոդելներ՝ ստուգելով, թե ինչպես են արբանյակները բաշխվում կույտերում: Արդյունքները ցույց են տվել, որ դիտարկվող ասիմետրիայի հավանականությունը 0.3%-ից պակաս է, ինչը այն դարձնում է վիճակագրորեն անհավանական:

Համեմատության համար՝ Ծիր Կաթինն ունի մոտ 50 արբանյակ, ներառյալ Մագելանի ամպերը, և դրանք բաշխված են ավելի հավասարաչափ: Եռանկյուն գալակտիկան (M33) ունի ավելի քիչ արբանյակներ, և նրանք նույնպես չեն ցուցադրում նման ասիմետրիա: Անդրոմեդան ակնհայտորեն եզակի է:

Ինչո՞ւ է սա կարևոր

Հայտնագործությունը փոխում է գալակտիկական դինամիկայի մասին մեր պատկերացումները.

  • Գալակտիկաների էվոլյուցիա. Ասիմետրիան ակնարկում է Անդրոմեդայի բուռն անցյալի մասին, հնարավոր է՝ կապված խոշոր միաձուլման հետ: Սա կարող է բացատրել նրա պարուրաձև կառուցվածքը և ակտիվ աստղակազմությունը:
  • Մութ նյութ. Արբանյակների դասավորությունը կարող է վկայել M31-ում մութ նյութի անսովոր կառուցվածքի մասին, ինչը կարևոր է կոսմոլոգիական մոդելների ստուգման համար: Եթե մութ նյութը դեր է խաղացել, դա համահունչ է Պերսեուսի կույտում «կամուրջի» բացահայտմանը:
  • Ծիր Կաթինի ապագան. 4 միլիարդ տարի հետո Անդրոմեդան և Ծիր Կաթինը կբախվեն՝ ձևավորելով նոր գալակտիկա: M31-ի արբանյակների ասիմետրիան կարող է ազդել այս միաձուլման դինամիկայի վրա, իսկ դրա ուսումնասիրությունը օգնում է կանխատեսել մեր գալակտիկայի ճակատագիրը:

Գործնական օգուտ նույնպես կա: Դիտարկումների համար օգտագործված տեխնոլոգիաները, ինչպիսին է գրավիտացիոն լինզավորումը, կիրառվում են էկզոմոլորակների որոնման մեջ, օրինակ՝ Արիզոնայի համալսարանի կորոնագրաֆի դեպքում: X-ի օգտատերերն այս բացահայտումն անվանում են «տիեզերական դետեկտիվ»՝ արբանյակներին համեմատելով «մեզ վրա քայլող բանակի» հետ:

Ի՞նչ է սպասվում

Գիտնականները պլանավորում են ընդլայնել հետազոտությունները.

  • Թաքնված արբանյակների որոնում. «Ջեյմս Ուեբբ» և ապագա «Նենսի Գրեյս Ռոման» (գործարկումը՝ 2027) աստղադիտակները կարող են գտնել խամրած գալակտիկաներ Անդրոմեդայի հեռավոր կողմում՝ ստուգելու, թե արդյոք ասիմետրիան իսկապես այդքան մեծ է:
  • Այլ գալակտիկաների ուսումնասիրություն. Աստղագետները կստուգեն, թե արդյոք նման անոմալիաներ կան Տեղական խմբից դուրս գտնվող գալակտիկաներում, օրինակ՝ Կույսի կույտում (50 միլիոն լուսային տարի): Euclid աստղադիտակը, որն արդեն ցույց է տվել 100,000 գալակտիկա Պերսեուսում, կօգնի այս հարցում:
  • Մոդելավորում. Նոր սիմուլյացիաները կհաշվի առնեն հնարավոր միաձուլումները և մութ նյութի դերը՝ բացատրելու, թե ինչու են արբանյակները «ընտրել» Ծիր Կաթինի կողմը:

Եթե ասիմետրիան հաստատվի որպես Անդրոմեդայի եզակի առանձնահատկություն, դա կարող է նշանակել, որ մեր հարևանը վերապրել է անսովոր իրադարձություն, որը հաշվի չի առնվել ստանդարտ մոդելներում: Հնարավոր է՝ պատասխանը գտնվի XRISM աստղադիտակի տվյալներում, որն ուսումնասիրում է M31-ի ռենտգենյան ճառագայթումը: