Filamento (astronomia)

I Filamenti di galassie (che comprendono i sottotipi: Complessi di superammassi, Muri di galassie e Piani di galassie)[1][2], sono tra le più grandi strutture dell'Universo[3]. Sono enormi formazioni filiformi, con una lunghezza tipica di 50 a 80 h−1 Mpc (da 163 a 261 milioni di anni luce), e formano i confini tra grandi vuoti dell'universo[4].

Descrizione

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La maggior parte della materia visibile nell'universo si raccoglie in galassie, che a loro volta si aggregano in ammassi che possono contenere da 1013 a 1016 masse solari. Successivamente questi si associano per formare gruppi più grandi, i superammassi, che risultano essere i maggiori elementi visibili dell'Universo, fino a raggiungere grandezze dell'ordine di decine di milioni di parsec. Questi superammassi sono collegati da filamenti luminosi di galassie, che separano zone scure di spazi vuoti che hanno dimensioni di decine di milioni di parsec.

Nel loro insieme, i superammassi e i filamenti che li collegano fanno parte di un'unica struttura filamentosa, cioè di un unico filamento. Tutti questi elementi sono disposti in modo tale da disegnare una forma che ricorda una spugna. Se consideriamo complessivamente questi elementi, si deduce che nell'Universo a grande scala tutta la materia, luminosa ed oscura, è distribuita piuttosto omogeneamente.

Nel modello standard dell'evoluzione dell'universo, i filamenti galattici si dispongono e seguono la ragnatela di stringhe della materia oscura[5]. Si ritiene che proprio la materia oscura organizzi la struttura dell'Universo a larga scala. La materia oscura attira gravitazionalmente la materia barionica, e quest'ultima è ciò che vediamo sotto forma di grandi strutture come filamenti e superammassi.

La scoperta delle grandi strutture si è sviluppata a partire dagli inizi degli anni '80. Nel 1987, l'astronomo R. Brent Tully dell'Università delle Hawaii individuò ciò che fu chiamato il Complesso di superammassi dei Pesci-Balena. Nel 1989 fu la volta della Grande Muraglia CfA2[6], seguito dal Sloan Great Wall nel 2003[7]. Nel gennaio 2013, i ricercatori guidati da Roger Clowes dell'Università del Lancashire Centrale annunciarono la scoperta di un ammasso di quasar, lo Huge-LQG, che fece sembrare piccoli i filamenti galattici precedentemente scoperti[8]. Nel novembre 2013, utilizzando il rilevamento di lampi di raggi gamma come punti di riferimento, astronomi ungheresi e americani hanno scoperto la cosiddetta Great GRB Wall (o Hercules-Corona Borealis Great Wall), un enorme filamento della lunghezza di oltre 10 miliardi anni luce[9][10][11].

Nel 2006, gli scienziati hanno annunciato la scoperta di EQ J221734.0+001701, formato da tre filamenti allineati che nell'insieme costituiscono una delle più grandi strutture conosciute attualmente, composta da un denso agglomerato di galassie e da enormi bolle di gas, note come Blob Lyman-alfa[12].

Filamenti, Muri e Vuoti concorrono a formare una sorta di ragnatela

Filamenti di Galassie

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Filamenti di Galassie
Nome Anno scoperta Distanza media Dimensioni Note
Filamento della Chioma oltre 18 Mpc[13] Il Superammasso della Chioma giace all'interno del Filamento della Chioma.[14] Forma parte della Grande Muraglia CfA2.[15]
Filamento di Perseo-Pegaso 1985 300 Mpc Connesso al Superammasso dei Pesci-Balena, include il Superammasso di Perseo-Pesci.[16]
Filamento dell'Orsa Maggiore Connesso al CfA Homunculus, una porzione del filamento forma una parte della "gamba" dell'Homunculus.[17]
Filamento della Lince-Orsa Maggiore (LUM Filament) 1999 ~ 60 h¯¹ Mpc Connesso con il Superammasso della Lince-Orsa Maggiore pur essendo due strutture separate di una struttura più grande.[17][18]
Filamento CLG J2143-4423 A 2004 z = 2,38 110 Mpc Scoperto nel 2004, è un filamento situato intorno al protoammasso ClG J2143-4423 della lunghezza della Grande Muraglia CfA2. Nel 2008 risultava la più grande struttura a redshift superiore a 2.[19][20][21][22]
  • Gli astronomi Adi Zitrin e Noah Brosch, nel 2008, hanno proposto l'esistenza di un corto filamento nelle vicinanze della Via Lattea e del Gruppo Locale, identificato tramite un allineamento di galassie starburst.[23] La conferma di questo filamento e l'identificazione di un altro simile, benché più corto, è stato il risultato di uno studio di McQuinn e altri (2014) basato sulle misurazioni delle distanze utilizzando il metodo TRGB.[24]

Muri di galassie

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Muri di Galassie
Nome Anno scoperta Distanza media Dimensioni Note
Grande Muraglia CfA2 (Muro della Chioma, Grande Muraglia, Coma Wall, Northern Great Wall, Great Northern Wall) 1989 z = 0,03058 251 Mpc in lunghezza (750 milioni di anni luce in lunghezza, 250 milioni di anni luce in larghezza e spessore di 20 milioni di anni luce Questa è stata la prima super o pseudo-struttura scoperta. Il CfA Homunculus è situato nel cuore della Grande Muraglia CfA2, ed il Superammasso della Chioma forma la maggior parte della struttura dell'Homunculus. L'Ammasso della Chioma è al centro del superammasso.[25][26]
BOSS Great Wall (BGW) 2016 z = 0,47 1 miliardo di anni luce Costituito principalmente da 4 superammassi di galassie; in massa e volume supera quelle dello Sloan Great Wall[27].
Sloan Great Wall (SDSS Great Wall) 2003 z = 0,07804 433 Mpc di lunghezza Era il più grande filamento di galassie noto,[25] fino alla scoperta del Great GRB Wall (Hercules-Corona Borealis Great Wall) dieci anni dopo.
Muro dello Scultore (Southern Great Wall, Great Southern Wall, Southern Wall) 8000 km/s in lunghezza, 5000 km/s in larghezza, 1000 km/s in profondità Il Muro dello Scultore è "parallelo" al Muro della Fornace e "perpendicolare" al Muro della Gru.[28][29]
Muro della Gru Il Muro della Gru è "perpendicolare" al Muro della Fornace e al Muro dello Scultore.[29]
Muro della Fornace 1953 135 milioni di anni luce In origine denominato Southern Supercluster. L'Ammasso della Fornace è una parte di questo muro, che è "parallelo" al Muro dello Scultore e "perpendicolare" al Muro della Gru.[28][29]
Great GRB Wall (Hercules-Corona Borealis Great Wall) 2013 z ~ 2[10] 3 Gpc di lunghezza,[10]
150 000 km/s in profondità[10]
 È la più grande struttura conosciuta dell'Universo osservabile.[9][10][11]
Giant GRB Ring 2015 z ~ 0,78[30] 5,6 miliardi di anni luce di lunghezza[30] Al momento è la seconda più grande struttura conosciuta dell'Universo osservabile.

Ammassi di Quasar (Large Quasar Groups o LQGs)

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Gli Ammassi di Quasar (Large Quasar Groups o LQGs) sono alcune delle più grandi strutture conosciute.[36] Si ipotizza che possano essere protoiperammassi/protosuperammassi-complessi/precursori di filamenti galattici.[37]

Ammassi di Quasar
Nome Anno scoperta Distanza media Dimensioni Note
Clowes-Campusano LQG
(U1.28, CCLQG) 		1991 z = 1,28 630 Mpc di lunghezza Dal 1991 a 2011, fino alla scoperta di U1.11, è stata la più grande struttura conosciuta[38][39].
U1.11 2011 z = 1,11 780 Mpc di lunghezza Era la più grande struttura conosciuta fino alla scoperta, alcuni mesi dopo, dello Huge-LQG.
Huge-LQG 2012 z = 1,27 dimensioni di 500 Mpc x 1240 Mpc È stata la più grande struttura conosciuta dell'Universo osservabile,[36][37] fino alla scoperta, un anno dopo, del Great GRB Wall o (Hercules-Corona Borealis Great Wall).

Complessi di Superammassi

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Complessi di Superammassi
Nome Anno scoperta Distanza media Dimensioni Note
Complesso di superammassi dei Pesci-Balena 1986 dimensioni di 1 miliardo di anni luce x 150 milioni di anni luce Contiene il Superammasso della Vergine e il Gruppo Locale[40][41][42]

Mappa dei Muri di Galassie più vicini

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L'Universo e i Muri di Galassie entro 500 milioni di anni luce dalla Terra.

Mappe della distribuzione a larga scala

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  • L'Universo entro 1 miliardo di anni luce (307 Mpc) dalla Terra; la mappa mostra superammassi, filamenti e vuoti.
    L'Universo entro 1 miliardo di anni luce (307 Mpc) dalla Terra; la mappa mostra superammassi, filamenti e vuoti.
  • Mappa dei muri, vuoti e superammassi più vicini.
    Mappa dei muri, vuoti e superammassi più vicini.
  • Mappa del 2dF survey, contenente lo Sloan Great Wall
    Mappa del 2dF survey, contenente lo Sloan Great Wall
  • La mappa 2MASS XSC all'infrarosso
    La mappa 2MASS XSC all'infrarosso

Note

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  1. ^ Boris V. Komberg, Andrey V. Kravtsov e Vladimir N. Lukash, The search and investigation of the Large Groups of Quasars, in ArXiv Astrophysics e-prints, 1º febbraio 1996, p. 2090. URL consultato il 12 ottobre 2015.
  2. ^ R. G. Clowes, Large Quasar Groups - A Short Review., vol. 232, 1º gennaio 2001, p. 108. URL consultato il 12 ottobre 2015.
  3. ^ William Hillyard, Filaments & Walls of Galaxies, su whillyard.com. URL consultato il 14 febbraio 2016.
  4. ^ (EN) Somnath Bharadwaj, Suketu P. Bhavsar e Jatush V. Sheth, The Size of the Longest Filaments in the Universe, in The Astrophysical Journal, vol. 606, n. 1, 1º maggio 2004, pp. 25-31, DOI:10.1086/382140. URL consultato il 12 ottobre 2015.
  5. ^ Riordan, Michael; David N. Schramm, Shadows of Creation: Dark Matter and the Structure of the Universe, W H Freeman & Co (Sd), 1991, ISBN 0-7167-2157-0.
  6. ^ MARGARET J. GELLER, JOHN P. HUCHRA, Mapping the Universe, in Science, vol. 246, n. 4932, 1989, pp. 897-903, DOI:10.1126/science.246.4932.897.
  7. ^ (EN) Refining the Cosmic Recipe - Sky & Telescope, su Sky & Telescope. URL consultato il 12 ottobre 2015.
  8. ^ (EN) Largest structure in universe discovered | Fox News, su Fox News, 11 gennaio 2013. URL consultato il 12 ottobre 2015.
  9. ^ a b István Horváth, Jon Hakkila e Zsolt Bagoly, Possible structure in the GRB sky distribution at redshift two, in Astronomy & Astrophysics, vol. 561, DOI:10.1051/0004-6361/201323020. URL consultato il 12 ottobre 2015.
  10. ^ a b c d e I. Horvath, J. Hakkila e Z. Bagoly, The largest structure of the Universe, defined by Gamma-Ray Bursts, in arXiv:1311.1104 [astro-ph], 5 novembre 2013. URL consultato il 12 ottobre 2015.
  11. ^ a b Irene Klotz, Universe's Largest Structure is a Cosmic Conundrum, su news.discovery.com, discovery, 19 novembre 2013. URL consultato il 22 novembre 2013 (archiviato dall'url originale il 16 maggio 2016).
  12. ^ CNN.com - Scientists: Cosmic blob biggest thing in universe - Jul 28, 2006, su edition.cnn.com. URL consultato il 12 ottobre 2015.
  13. ^ (EN) C. Fuller, J. I. Davies e M. W. L. Smith, H-ATLAS: the far-infrared properties of galaxies in and around the Coma cluster, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 458, n. 1, 1º maggio 2016, pp. 582-602, DOI:10.1093/mnras/stw305. URL consultato il 7 febbraio 2018.
  14. ^ 'Astronomy and Astrophysics' (ISSN 0004-6361 (WC · ACNP)), vol. 138, no. 1, Sept. 1984, p. 85-92. Research supported by Cornell University "The Coma/A 1367 filament of galaxies" 09/1984 Bibcode: 1984A&A...138...85F
  15. ^ THE ASTRONOMICAL JOURNAL, 115:1745-1777, 1998 May ; THE STAR FORMATION PROPERTIES OF DISK GALAXIES: Ha IMAGING OF GALAXIES IN THE COMA SUPERCLUSTER
  16. ^ 'Astrophysical Journal', Part 1 (ISSN 0004-637X (WC · ACNP)), vol. 299, Dec. 1, 1985, p. 5-14. "A possible 300 megaparsec filament of clusters of galaxies in Perseus-Pegasus" 12/1985 Bibcode: 1985ApJ...299....5B
  17. ^ a b The Astrophysical Journal Supplement Series, Volume 121, Issue 2, pp. 445-472. "Photometric Properties of Kiso Ultraviolet-Excess Galaxies in the Lynx-Ursa Major Region" 04/1999 Bibcode: 1999ApJS..121..445T
  18. ^ R. Giovanelli e M. P. Haynes, The Lynx-Ursa Major supercluster, in The Astronomical Journal, vol. 87, 1º ottobre 1982, pp. 1355-1363, DOI:10.1086/113223. URL consultato il 12 ottobre 2015.
  19. ^ NASA, GIANT GALAXY STRING DEFIES MODELS OF HOW UNIVERSE EVOLVED Archiviato il 9 dicembre 2004 in Internet Archive., January 7, 2004
  20. ^ The Astrophysical Journal, Volume 602, Issue 2, pp. 545-554. "The Distribution of Lya-Emitting Galaxies at z=2.38" 02/2004 Bibcode: 2004ApJ...602..545P DOI: 10.1086/381145
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  22. ^ Relativistic Astrophysics Legacy and Cosmology - Einstein's, ESO Astrophysics Symposia, Volume . ISBN 978-3-540-74712-3. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2008, p. 358 "Ultraviolet-Bright, High-Redshift ULIRGS" 00/2008 Bibcode: 2008ralc.conf..358W
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  25. ^ a b Fraser Cain, The Largest Structure in the Universe, su universetoday.com.
  26. ^ Scientific American, Vol. 280, No. 6, p. 30 - 37 06/1999 Bibcode: 1999SciAm.280f..30L
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  31. ^ World Science, Wall of galaxies tugs on ours, astronomers find Archiviato il 28 ottobre 2007 in Internet Archive. April 19, 2006
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  33. ^ The Astronomical Journal, Volume 120, Issue 5, pp. 2331-2337. "B3 0003+387: AGN-Marked Large-Scale Structure at Redshift 1.47?" 11/2000 Bibcode: 2000AJ....120.2331T DOI: 10.1086/316827
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Voci correlate

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Collegamenti esterni

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