Juha Ojanperä:
Tämän artikkelisarjan neljännessä osassa aiheena ovat Shapleyn-, Kalojen-Valaan ja Karhunvartijan superjoukot. Kalojen-Valaan ja Karhunvartijan superjoukot ovat havaittavissa Suomestakin, mutta Kentaurin tähdistössä sijaitsevaa Shapleyn superjoukkoa havaitakseen joutuu matkustamaan etelään.
Superjoukot
Eräitä lähimaailmankaikkeutemme superjoukkoja:
- Neitsyen superjoukko eli Paikallinen superjoukko
- Vesikäärmeen-Kentaurin superjoukko
- Coman superjoukko
- Herkuleen superjoukot
- Leijonan superjoukko
- Käärmeenkantajan superjoukko
- Perseuksen-Kalojen superjoukko
- Riikinkukon-Intiaanin superjoukko
- Kuvanveistäjän superjoukot
- Shapleyn superjoukko
- Kalojen-Valaan superjoukko
- Karhunvartijan superjoukko
- Heilurikellon superjoukko
- Pohjan kruunun superjoukko
Kuva 1. Eräitä lähimaailmankaikkeutemme superjoukkoja (superclusters) ja kuplia (voids). Kuvaan on merkitty myös tässä artikkelissa käsiteltävät Shapleyn (Shapley supercluster)-, Kalojen-Valaan (Pisces-Cetus supercluster)- ja Karhunvartijan (Bootes Supercluster) superjoukot. Oma paikallinen superjoukkomme, Neitsyen- eli Virgon superjoukko on kuvan keskellä. (Kuva: Richard Powell, Atlas of the Universe).
Shapleyn superjoukko
Amerikkalainen tähtitieteilijä Harlow Shapley havaitsi vuonna 1930, että Kentaurin tähdistön suunnalla sijaitsee erityisen rikas galaksitihentymä [1]. Artikkelissaan hän kartoitti ja kuvasi kolme suurta galaksijoukkoa, Abell 3556, 3558 ja 3562. Shapleyn havainto jäi pitkäksi aikaa unholaan, mutta 1970-luvun lopulla tähtitieteilijät kiinnittivät tähän taivaan seutuun jälleen huomiota, tällä kertaa röntgenhavaintojen muodossa. J. Melnick ja H. Quintana havaitsivat, että Abell 3558 on voimakas röntgensäteilyn lähde [2]. He lisäsivät tämän kohteen röntgenlähteiden luetteloonsa numerolla 2A1326-311. Vuonna 1987 J. Melnick ja M. Moles julkaisivat havaintonsa, jotka olivat ensimmäisiä todisteita massiivisesta superjoukosta tällä taivaanseudulla. Tämän taivaanseudun kartoitusta vauhditti vuonna 1989 julkaistu artikkeli [3], jossa G. Abell tutkijatovereineen esitteli eteläisen täydennysosan Abellin galaksijoukkojen luettelolle. Tämän luettelon pohjalta useat tutkijat tekivät vuosina 1989-1990 havainnon, että Kentaurin tähdistössä sijaitsee massiivinen galaksien superjoukko. Nämä havainnot muodostuivat tuolloin muodikkaan Suuren Attraktorin etsinnän sivutuloksena. Kunnia uuden superjoukon löytymisestä kuului kuitenkin Harlow Shapleylle, jonka mukaan superjoukko nimettiin. Superjoukkoa on näiden vuosien jälkeen tutkittu paljon, ja pelkästään vuosina 1997-2001 siitä on julkaistu peräti noin 40 tieteellistä artikkelia. [4]
Shapleyn superjoukko sijaitsee meistä katsottuna Kentaurin superjoukon takana (kuvat 2 ja 3), 650 miljoonan valovuoden etäisyydellä. Kentaurin superjoukon ja Shapleyn superjoukon välissä sijaitsee myös eräs pieni superjoukko. Shapleyn superjoukko on erittäin rikas ja massiivinen, siinä on noin 20 galaksijoukkoa alueella, joka on vain hieman suurempi kuin Neitsyen superjoukko! Superjoukon massiivisimmat galaksijoukot ovat Abell 3558, 3559 ja 3560. Abell 3558 tunnetaan yleisesti myös nimellä Shapley 8, mikä viittaa siihen, että se oli kahdeksas H. Shapleyn luetteloima galaksijoukko superjoukossa. Tämän joukon keskustassa sijaitsee massiivinen, elliptinen galaksi (ESO 444-46), jonka halkaisija on peräti 340 000 valovuotta (kuva 4)!
Kuva 2. Shapleyn superjoukon galaksit plotattuna tähtikartalle. Shapleyn joukon edessä sijaitsevan Kentaurin superjoukkoon kuuluvat galaksijoukot on merkitty keltaisilla symboleilla. Vihreillä symboleilla on merkitty erään Kentaurin- ja Shapleyn superjoukkojen välissä sijaitsevan pienen superjoukon galaksijoukot. Itse Shapleyn superjoukon galaksit on merkitty sinisillä symboleilla. (Kuva: Richard Powell, Atlas of the Universe).
Kuva 3. Linnunradan sijainti (vasemmassa alakulmassa) suhteessa Kentaurin- ja Shapleyn superjoukkoihin. Shapleyn superjoukko sijaitsee oikeassa yläkulmassa (siniset symbolit). Kuvassa keltaisilla symboleilla on merkitty Kentaurin superjoukko, johon kuuluvat galaksit esiintyvät pitkänä nauhana, joka ulottuu Linnunradan läheisyydestä kohti Shapleyn superjoukkoa. Shapleyn- ja Kentaurin superjoukkojen välissä sijaitsevaan, pieneen superjoukkoon kuuluvat galaksit on merkitty vihreillä symboleilla. (Kuva: Richard Powell, Atlas of the Universe).
Kuva 4. Shapleyn superjoukkoon kuuluvan Abell 3558:n ydinaluetta. Kuvan keskellä sijaitsee massiivinen, elliptinen galaksi ESO444-46. Kuva: The Two Micron All Sky Survey (2MASS). [5]
Kalojen-Valaan superjoukko käsittää suuren alueen avaruudessa ja taivaankannella (kuvat 5 ja 6). Taivaankannella sen näennäinen laajuus on peräti 50 astetta! Avaruudessa superjoukko käsittää alueen, jonka pituus on jopa miljardi valovuotta! Superjoukon keskimääräinen etäisyys meistä on noin 800 miljoonaa valovuotta, ja näinollen kaikki sen galaksijoukot ja galaksit ovat näennäiseltä kirkkaudeltaan hyvin himmeitä. Superjoukon rikkaimpia galaksijoukkoja ovat esimerkiksi Abell 168 ja Abell 151 [6].
Kuva 5. Kalojen-Valaan superjoukon galaksien plottaus taivaankannella. Superjoukkoon kuuluvat galaksit on merkitty keltaisilla, sinisillä ja vihreillä symboleilla. Kuva: Richard Powell, Atlas of the Universe.
Kuva 6. Kalojen-Valaan superjoukon sijainti avaruudessa suhteessa Linnunrataamme. Kuva: Richard Powell, Atlas of the Universe.
Karhunvartijan superjoukot ja Karhunvartijan kupla
Karhunvartijan tähdistön alueella sijaitsee kaksi hyvin kaukaista superjoukkoa. Joukoista lähempi on meistä “vain” 830 miljoonan valovuoden etäisyydellä, ja etäisempi miljardin valovuoden päässä. Joukoista lähempi sijaitsee meistä katsottuna kaukaisemman edessä. Karhunvartijan superjoukkoihin kuuluvista galaksijoukoista rikkaimpia ovat Abell 1775 ja 1795. [7]
Karhunvartijan superjoukkojen läheisyydessä sijaitsee Karhunvartijan kupla, eli suuri galakseista lähes tyhjä alue. Kuplan halkaisija on 300 miljoonaa valovuotta, ja se sijaitsee meistä 700 miljoonan valovuoden etäisyydellä. Tätä kuplaa on tutkittu huomattavasti enemmän kuin Karhunvartijan superjoukkoja. Yhdessä vaiheessa tutkijoiden keskuudessa suosittua puuhaa oli galaksien etsiminen tästä tyhjästä kuplasta. Tänä päivänä kuplasta on löydetty jo yli 60 galaksia. Tämä on kuitenkin varsin pieni määrä galakseja alueelle, jonka halkaisija on 300 miljoonaa vuotta. Normaalisti tämänkokoisessa alueessa maailmankaikkeutta olisi useita tuhansia galakseja. [7] Karhunvartijan kuplan sijainti taivaankannella on esitetty kuvassa 7 ja sijainti maailmankaikkeudessa suhteessa Linnunrataan kuvassa 8.
Kuva 7. Karhunvartijan kuplan sijainti taivaankannella. Kuplan kohdalla on paljon etualan galakseja, eikä se sen vuoksi näytä erityisen tyhjältä. Kuva: Richard Powell, Atlas of the Universe.
Kuva 8. Viipale maailmankaikkeutta, johon on kuvattu Karhunvartijan kuplan sijainti. Linnunrata sijaitsee viipaleen kärjessä. Kuva: Richard Powell, Atlas of the Universe.
Lähdeviitteet:
[1] Shapley, Harlow. “Note on a Remote Cloud of Galaxies in Centaurus.” Harvard College Observatory Bulletin 874 (1930): 9-12. [2] Quintana, H., and J. Melnick. “The correlation between X-ray luminosity and velocity dispersion in clusters of galaxies.” The Astronomical Journal 87 (1982): 972-979. [3] Melnick, J., and M. Moles. “On the origin of the dipole anisotropy of the cosmic microwave background: beyond the Hydra-Centaurus supercluster.” Revista Mexicana de Astronomia y Astrofisica, vol. 14 14 (1987): 72-76. [4] http://www.atlasoftheuniverse.com/superc/shapley.html [5] The Two Micron All Sky Survey (2MASS) M.F. Skrutskie, R.M. Cutri, R. Stiening, M.D. Weinberg, S. Schneider, J.M. Carpenter, C. Beichman, R. Capps, T. Chester, J. Elias, J. Huchra, J. Liebert, C. Lonsdale, D.G. Monet, S. Price, P. Seitzer, T. Jarrett, J.D. Kirkpatrick, J. Gizis, E. Howard, T. Evans, J. Fowler, L. Fullmer, R. Hurt, R. Light, E.L. Kopan, K.A. Marsh, H.L. McCallon, R. Tam, S. Van Dyk, and S. Wheelock, 2006, AJ, 131, 1163. [6] http://www.atlasoftheuniverse.com/superc/psccet.html [7] http://www.atlasoftheuniverse.com/superc/boo.htmlArtikkelisarjan edelliset osat:
- Maailmankaikkeuden suuret rakenteet, osa 1: Neitsyeen-, Vesikäärmeen-Kentaurin ja Coman superjoukot.
- Maailmankaikkeuden suuret rakenteet, osa 2: Herkuleen, Leijonan ja Käärmeenkantajan superjoukot
- Maailmankaikkeuden suuret rakenteet, osa 3: Perseuksen-Kalojen-, Riikinkukon-Intiaanin-, ja Kuvanveistäjän superjoukot.
Artikkelisarjan seuraavassa osassa käsitellään Heilurikellon ja Pohjan kruunun superjoukkoja. Artikkeli ilmestyy Zeniitin numerossa 1/2015.
