Сверхскопления галактик
Сверхскопле́ния гала́ктик, одни из самых больших элементов крупномасштабной структуры Вселенной, представляющие собой области повышенной концентрации скоплений галактик и окружающих их групп галактик и отдельных галактик. Размеры сверхскоплений многократно превосходят типичные размеры скоплений галактик и составляют от десятков до сотен мегапарсеков. В отличие от групп и скоплений галактик, сверхскопления не являются гравитационно связанными структурами и расширяются вместе со Вселенной. Сверхскопления образуют наиболее крупные структуры во Вселенной, такие как «стены», филаменты и комплексы сверхскоплений (рис. 1).
В 1930 г. Х. Шепли впервые обратил внимание на тот факт, что галактики распределены во Вселенной не случайным образом, а могут образовывать гигантские структуры. Обнаруженное им облако галактик в созвездии Кентавр называется концентрацией Шепли или сверхскоплением Шепли, и является самым крупным сверхскоплением в наблюдаемой Вселенной. В 1953 г. Ж. А. де Вокулёр указал, что распределение ярких галактик на небе образует сильно сплюснутую структуру – сверхгалактику, центром которой является скопление галактик в созвездии Дева (скопление Девы), находящееся на расстоянии 16,5 Мпк от нашей Галактики. Данная структура называется Местным сверхскоплением галактик (или сверхскоплением Девы), её размер составляет 30–40 Мпк. Местная группа галактик, в которую входит наша Галактика, расположена на краю Местного сверхскопления. Дальнейшие наблюдательные свидетельства существования сверхскоплений были получены в 1958 г. Дж. Эйбеллом, который в своём каталоге скоплений галактик (Abell. 1958) назвал их скоплениями второго порядка, или скоплениями скоплений.Обычно сверхскопления выделяют по повышенной концентрации скоплений галактик в пространстве (рис. 2). Прогресс в массовом измерении красных смещений галактик и независимой оценке расстояний до них позволяет исследовать коллективные движения галактик на фоне космологического расширения Вселенной. Отклонения наблюдаемых скоростей галактик от скоростей однородного и изотропного хаббловского расширения Вселенной, т. н. пекулярные скорости, возникают из-за гравитационного влияния флуктуаций плотности распределения вещества во Вселенной. Пекулярные скорости галактик формируют крупномасштабные потоки вещества на фоне расширяющейся Вселенной, направленные в области повышенной плотности. Области наибольшего оттока вещества образуют естественные границы крупномасштабных структур наподобие водоразделов. Внутри данной границы все потоки направлены внутрь области. Данный подход позволил международной группе астрономов под руководством Р. Б. Талли в 2014 г. обнаружить (The Laniakea supercluster of galaxies. 2014) сверхскопление Ланиакея (в переводе с гавайского – необъятные небеса), которое включает в себя Местное сверхскопление, сверхскопления Гидры – Кентавра, Павлина – Индейца и Южное сверхскопление.
На рис. 3 представлен срез сверхскопления Ланиакея в сверхгалактической экваториальной плоскости. По осям отложены декартовы сверхгалактические координаты (в км/с, скорость и расстояние связаны законом Хаббла). Цвет отражает плотность вещества: красный соответствует наиболее плотным областям, синий – областям пониженной плотности (войдам). Отдельные галактики показаны белыми точками. Белыми линиями обозначены потоки вещества в области гравитационного доминирования сверхскопления Ланиакея. Оранжевый контур диаметром около 160 Мпк – граница сверхскопления Ланиакея, масса которого составляет около 1017 масс Солнца. Синим кружком отмечено положение нашей Галактики.