How big is Wielka Ściana Herkulesa-Korony Północnej?

Wielka Ściana Herkulesa-Korony Północnej to gigantyczna struktura w odległym Wszechświecie, zaproponowana w 2014 roku, choć inni badacze wątpią, że istnieje. Odkrywcy tej struktury szacują, że ma 2000–3000 megaparseków szerokości, czyli około 6,5–9,8 miliarda lat świetlnych (rok świetlny, czyli odległość, jaką światło pokonuje w ciągu roku; megaparsek to około 3,26 miliona lat świetlnych). Rozmiar pokazany powyżej, około 9,5 miliarda lat świetlnych, leży blisko górnej granicy tego przedziału.

Rozmiar

Strukturę znaleziono we wzorze rozmieszczenia rozbłysków gamma, czyli najbardziej energetycznych znanych eksplozji. Powstają one przy śmierci masywnych gwiazd w odległych galaktykach, dlatego wskazują miejsca, w których są galaktyki i zwykła materia. Astronomowie ustalają odległość rozbłysku na podstawie jego przesunięcia ku czerwieni, czyli miary tego, jak bardzo światło rozbłysku zostało rozciągnięte przez rozszerzanie się Wszechświata.

W 2014 roku István Horváth, Jon Hakkila i Zsolt Bagoly podzielili 283 rozbłyski o znanych przesunięciach ku czerwieni na dziewięć grup według odległości. W grupie o przesunięciu ku czerwieni od 1,6 do 2,1 w obszarze obejmującym około jedną ósmą nieba zgromadziło się 14 z 31 rozbłysków. Badanie z 2015 roku, w którym użyto 361 rozbłysków, wykazało to samo skupisko. Obejmuje ono w całości gwiazdozbiory Herkulesa i Korony Północnej, od których pochodzi popularna nazwa struktury.

Ten rozmiar to szerokość struktury na niebie, przy czym 2000–3000 megaparseków to 6,5–9,8 miliarda lat świetlnych. Jej głębokość wzdłuż linii widzenia jest słabo znana. Światło z tego obszaru wyruszyło około 10 miliardów lat temu, gdy Wszechświat miał około 3–4 miliardów lat.

Porównania rozmiarów

Gdyby Drogę Mleczną, która ma około 100 000 lat świetlnych średnicy, zmniejszyć do rozmiarów piłki do koszykówki, Wielka Ściana miałaby około 16–23 kilometrów szerokości.
Około 65 000–98 000 dysków Drogi Mlecznej ułożonych obok siebie zmieściłoby się na szerokości Wielkiej Ściany.
Byłaby około 7–10 razy dłuższa niż Kompleks Supergromad Ryb-Wieloryba, pas gromad galaktyk, który obejmuje Drogę Mleczną i ma około 1 miliarda lat świetlnych długości.
Byłaby 5–7 razy dłuższa niż Wielka Ściana Sloan, pas galaktyk o długości 1,37 miliarda lat świetlnych, który w 2005 roku nazywano największą obserwowaną strukturą.
Wszechświat obserwowalny, który ma około 93 miliardów lat świetlnych średnicy, jest 10–14 razy szerszy niż Wielka Ściana.

Wątpliwości co do jego istnienia

Teza jest sporna. Badanie z 2016 roku obejmujące rozbłyski z trzech teleskopów kosmicznych znalazło niewiele dowodów na to, że rozbłyski grupują się w zależności od przesunięcia ku czerwieni. Teleskopy obserwują też niektóre części nieba częściej niż inne, co może sprawiać, że rozbłyski wyglądają na skupione, choć takie nie są.

W badaniu z 2020 roku powtórzono pierwotne testy na wielu symulowanych niebach bez żadnej struktury i często znajdowano skupiska równie silne jak prawdziwe. Przy nowszych danych skupisko wyglądało na jeszcze mniej istotne. Badanie doszło do wniosku, że istnienie Wielkiej Ściany „należy traktować jako co najwyżej wątpliwe”.

Odkrywcy nadal twierdzą, że rozbłyski rzeczywiście się grupują. W 2020 roku napisali, że może to być największa struktura we Wszechświecie, ale do rozstrzygnięcia potrzebna jest przyszła misja, taka jak satelita THESEUS.

Dlaczego rozmiar ma znaczenie

Kosmolodzy oczekują, że Wszechświat w największych skalach wygląda gładko, bez struktur większych niż kilkaset megaparseków. W artykule z 2015 roku zauważono, że Wielka Ściana byłaby znacznie większa niż około 100 megaparseków, na których według wcześniejszych poglądów kończyły się struktury. Według krytyki z 2020 roku największe oczekiwane struktury mają około 260 megaparseków.

Odkrywcy zauważyli też, że kilka bardzo dużych struktur może powstać przypadkiem. Dodali, że Wielka Ściana może być grupą mniejszych struktur ułożonych wzdłuż tego samego kierunku.