Ho’oleilana, una oscil·lació acústica bariònica de 1000 milions d’anys-llum

Cosmologia: D’acord amb la teoria de la física de l’univers calent primerenc seria d’esperar observar-hi oscil·lacions acústiques bariòniques (BAOs). L’estudi de separacions de parelles de galàxies en bases de dades de centenars de milers d’objectes confirma l’existència d’aquests BAOs. R. Brent Tully, Cullan Howlett i Daniel Pomarède presenten aquesta setmana en un article a The Astrophysical Journal la descoberta d’una forta contribució individual al senyal esmentat de BAO a una z = 0,068. Els tres autors, noms ben coneguts en la recerca sobre les grans estructures de l'univers, han donat a aquesta entitat el nom de Ho’oleilana. Aquesta estructura tridimensional té un radi mitjà de 155 h₇₅^-1 Mpc, i en el centre s’hi troba el supercúmul de Boötes. En la coberta perifèrica de Ho’oleilana es troba el Gran Mur Sloan, el Gran Mur del Center for Astrophysics i el complex Hercules. Si Ho’oleilana és una estructura BAO se’n dedueix un valor de la constant de Hubble de 76,9 (72,1-85,2) km·s^-1·Mpc^-1.

Distribució de grups galàctics en la regió nord del nostre univers observable

Les BAOs del jove univers

D’acord amb la teoria del Big Bang calent, 390.000 anys després d’aquest origen les ones de pressió generades en el plasma calent quedarien registrades en forma de fluctuacions bariòniques. Els romanents d’aquestes ones, observats en fases cosmològiques posteriors, constitueixen una font d’informació sobre l’evolució còsmica. Fins ara hom ha pogut constatar l’existència de BAO a partir de contribucions múltiples.

A gran escala l’univers és força homogeni. L’homogeneïtat de l’1% s’assoleix a 70-120 h₇₅ Mpc. Així doncs, les fluctuacions de densitat ocasionades per BAO individuals no haurien de suposar més que uns pocs punts percentuals en la densitat material mitjana.

Tully et al. examinaven visualment mapes de la compilació de distàncies galàctiques Cosmicflows-4 quan trobaren una estructura interessant. Aquesta estructura es troba a 250 Mpc de la Terra, i integra tota una sèrie de supercúmuls, filaments i murs que fins ara es consideraven no pas especialment connectats. Aquesta estructura ha rebut el nom de Ho’oleilana, i és una de les estructures més grans observades en l’univers proper.

Entre les estructures integrades a Ho’oleilana hi ha el Gran Mur Sloan, el supercúmul Corona Borealis, el supercúmul Ursa Majoris, el supercúmul Virgo-Coma, SCL 95, SCL 154, el supercúmul Boötes, 12 Abell, A1795, A1781, A1825 i A1831.

L’estructura tridimensional de Ho’oleilana

Tully et al. reporten doncs una estructura en anell. L’anàlisi estatística indicaria que aquesta estructura no resulta d’una disposició aleatòria de galàxies sinó de la bombolla resultant d’una BAO. En la modelització de la BAO que hauria donat lloc a Ho’oleilana, Tully et al. empren diferents paràmetres cosmològics. En aquesta modelització constaten que Ho’oleilana ha patit un procés d’homogeneïtzació entre la seva formació (z = 1060) i la situació actualment observable (z = 0,07).

El radi de Ho’oleilana, al seu torn, ofereix informació cosmològica rellevant. Tully et al. confien que missions futures com el Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) o el 4MOST Hemisphere Survey ajudaran a validar aquesta identificació i a detectar estructures similars.

Lligams:

- Ho'oleilana: An Individual Baryon Acoustic Oscillation?. R. Brent Tully, Cullan Howlett, Daniel Pomarède. The Astrophysical Journal 954: 169 (2023).