L’Universo in espansione: 3) Il Foglio Galattico

Mentre l’universo si sta espandendo le galassie si attraggono reciprocamente. Questa differenza di movimento è chiamata “velocità peculiare”.

Andromeda si trova a 2,5 milioni di anni luce da noi e corre verso di noi a una velocità peculiare di 110 chilometri al secondo. Fra circa 4 miliardi di anni si scontrerà frontalmente con la Via Lattea e trasformerà entrambe le galassie in un unico ellissoide uniforme di vecchie stelle rosse.
La Via Lattea, Andromeda e una cinquantina di altre galassie che compongono il Gruppo Locale formeranno un gruppo la cui relativa gravità vincerà la battaglia contro l’espansione cosmica in quella regione che sta collassando.

Foglio Locale
Appena al di là del Gruppo Locale, in un raggio di circa 25 milioni di anni luce, si cominciano a distinguere tre strutture caratteristiche. Qui la maggior parte delle galassie, compresa la nostra si trova in quello che con poca fantasia è stato chiamato il Foglio Locale. Come implica la parola «foglio», è molto sottile; la maggior parte delle sue galassie si trova entro 3 milioni di anni luce da questa struttura, che a sua volta coincide con il piano equatoriale del cosiddetto sistema di coordinate supergalattico.

Vuoto Locale
Al di sotto di questo piano, dopo uno spazio vuoto, c’è un filamento di galassie – lo Sperone del Leone – insieme ad altre galassie nelle nubi dette della Macchina Pneumatica.
Al di sopra di questo piano non c’è praticamente nulla. Questo spazio sgombro è il regno del Vuoto Locale.

Il vuoto locale è una parte di spazio ampio circa 150 milioni di anni luce che sembra essere curiosamente privo di galassie. Gli astronomi, utilizzando Hubble, hanno scoperto che il vuoto di questa regione ha un certo effetto sullo spazio intorno a noi.

Al di sotto del Foglio Locale, anche le galassie delle nubi della Macchina Pneumatica e di Doradus e quelle dello Sperone del Leone hanno velocità peculiari limitate, ma si avvicinano molto rapidamente al Foglio Locale.
Probabilmente il colpevole è il Vuoto Locale: i vuoti si espandono come palloncini che si gonfiano, e la materia si sposta dalle regioni a densità minore della media a quelle a densità maggiore, ammucchiandosi ai loro confini. Si è capito che il Foglio Locale è una parete del Vuoto Locale e che questo vuoto si espande e ci spinge verso il basso, in direzione della Macchina Pneumatica, di Doradus e del Leone.

Ammasso della Vergine
Allontanandoci ulteriormente incontriamo l’Ammasso della Vergine, che contiene galassie in una quantità corrispondente a 300 Gruppi Locali, compressi in un volume del diametro di 13 milioni di anni luce.
Queste galassie sfrecciano a velocità dell’ordine di 700 chilometri al secondo, e tutte quelle che si trovano entro 25 milioni di anni luce dall’esterno dell’ammasso vi cadono dentro e ne entreranno a far parte entro 10 miliardi di anni. L’intero dominio dell’Ammasso della Vergine, cioè la regione di spazio che finirà col catturare, si estende attualmente a un raggio di 35 milioni di anni luce; la cosa interessante è che la nostra Via Lattea, a una distanza di 50 milioni di anni luce, si trova appena al di fuori di questo raggio di cattura.

Superammasso Locale
La regione più ampia attorno all’Ammasso della Vergine che arriva fino a dove ci troviamo noi è detta Superammasso Locale.
Non è solo la Via Lattea a muoversi a centinaia di chilometri al secondo in direzione del Centauro, ma l’intero Superammasso Locale. Hanno chiamato Grande Attrattore la massa misteriosa che attira tutte queste galassie insieme.

Il Grande Attrattore
Da molti punti di vista il Grande Attrattore non è poi così misterioso: la densità della materia in quella direzione del cosmo è ovviamente elevata perché contiene sette ammassi paragonabili a quello della Vergine all’interno di una sfera di 100 milioni di anni luce di diametro. Tre dei maggiori ammassi si chiamano Regolo, Centauro e Idra.

Immaginando Laniakea come una città, la zona più trafficata sarebbe la regione del Grande Attrattore; come per certi nuclei urbani, è difficile definirne esattamente il centro, ma con buona approssimazione lo possiamo porre da qualche parte tra gli ammassi del Regolo e del Centauro.
Questo posizionamento mette la nostra Via Lattea all’estrema periferia, vicino al confine con un superammasso adiacente detto Perseo-Pesci, tanto vicino su scala cosmica che possiamo studiare in dettaglio il mezzo miliardo di anni luce della sagoma a goccia, vagamente rotonda, di Laniakea. Complessivamente, i confini di Laniakea comprendono, fra materia normale e oscura, una massa equivalente a circa 100 milioni di miliardi di soli.

Aldilà di Laniakea
Gli astronomi intravedono da decenni le sagome di quello che si stende al di là di Laniakea. Poco dopo la scoperta del Grande Attrattore, dalle tenebre intergalattiche è emerso qualcosa di ancora più grande: esattamente dietro la regione del Grande Attrattore, ma a una distanza tre volte maggiore, c’è un mostruoso accumulo di ammassi, il più denso noto nell’universo locale.

Incidentalmente, come il Foglio Locale, anche l’Ammasso della Vergine e la fascia principale del Superammasso Locale, nonché il Grande Attrattore e il Superammasso di Shapley, giacciono tutti sull’equatore supergalattico.
Immaginiamo un’immensa crêpe fatta di superammassi galattici.

Conclusione
E allora qual è la causa della velocità peculiare di 600 chilometri al secondo del nostro Superammasso Locale?
In una certa misura il responsabile deve essere il complesso del Grande Attrattore, ma dobbiamo anche considerare l’attrazione gravitazionale del Superammasso di Shapley, che è a una distanza tre volte maggiore ma contiene un numero quadruplo di ricchi ammassi.
Ora, secondo il compendio Cosmicflows-2 – lo stesso catalogo che ha rivelato Laniakea – c’è dell’altro. Le velocità peculiari delle 8000 galassie del catalogo mostrano un flusso coerente verso il Superammasso di Shapley, flusso che comprende l’intero volume del catalogo Cosmicflows, 4 miliardi di anni luce da un estremo all’altro. Questo è quanto? Non lo sappiamo. Solo indagini ancora più ampie, che censiscano distese ancora più vaste del cosmo, potranno rivelare la fonte ultima – e la struttura ultima – alla base all’epico fluire di galassie del nostro universo locale.

(Le Scienze)

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