How big is Eridanussupertomrummet?

Eridanussupertomrummet är ett enormt område av rymden med färre galaxer än vanligt, sett i riktning mot stjärnbilden Eridanus. Det är ungefär 2 miljarder ljusår tvärs över, där ett ljusår är den sträcka som ljuset färdas på ett år. Det ligger ungefär 3 miljarder ljusår från jorden, i samma riktning som en ovanligt kall fläck i det svaga sken som finns kvar från big bang.

Storlek

Ett supertomrum har ingen skarp kant. Astronomer mäter dess storlek utifrån var antalet galaxer understiger genomsnittet. År 2015 kartlade en grupp under ledning av István Szapudi vid University of Hawaii galaxer i den här delen av himlen med Pan-STARRS1-teleskopet och Nasas WISE-satellit. De fann ett område med ungefär 14 % mindre materia än genomsnittet.

Gruppens meddelande beskrev supertomrummet som 1,8 miljarder ljusår tvärs över. I deras artikel anges radien till 220 megaparsek, plus minus 50, i enheter som beror på hur snabbt universum expanderar. En megaparsek är ungefär 3,26 miljoner ljusår. Med den expansionstakt som satelliten Planck mätte ger radien en bredd på ungefär 2,1 miljarder ljusår, någonstans mellan 1,6 och 2,6 miljarder.

Senare studier är oeniga om supertomrummets form. En studie från 2016 fann att det var utsträckt längs synlinjen: ungefär 1,9 miljarder ljusår brett över himlen, men ungefär 4,8 miljarder ljusår djupt. En undersökning från 2017, som mätte galaxavstånd noggrannare, fann i stället flera mindre tomrum längs samma linje. Små områden med fler galaxer än genomsnittet ligger mellan dem.

Storleksjämförelser

Supertomrummet är ungefär 20 000 gånger så brett som skivan i Vintergatan, som är ungefär 100 000 ljusår i diameter.
Om Vintergatan förminskades till storleken av en basketboll, ungefär 24 centimeter i diameter, skulle supertomrummet vara ungefär 4,8 kilometer brett.
Det är ungefär två gånger längden av Pisces-Cetus-superhopskomplexet, bandet av galaxhopar som omfattar Vintergatan och som är ungefär 1 miljard ljusår långt.
Det observerbara universum, den del av rymden från vilken ljuset har hunnit nå jorden, är ungefär 93 miljarder ljusår i diameter. Det är ungefär 46 gånger supertomrummets bredd.
Sett från jorden täcker supertomrummet en fläck på himlen som är mer än 30 grader bred, nästan 60 gånger bredden av den fulla månen.

Den kalla fläcken

Den kosmiska mikrovågsbakgrunden är det äldsta ljuset i universum och sändes ut när universum var ungefär 380 000 år gammalt. I dag har den en temperatur på ungefär 2,7 grader över den absoluta nollpunkten, nästan likadan i alla riktningar. År 2004 fann astronomer som studerade kartor från Nasas rymdfarkost WMAP en stor fläck i Eridanus som var kallare än väntat.

Mitten av den här kalla fläcken är ungefär 70 till 150 miljondels grad kallare än genomsnittet, beroende på hur den mäts. Europeiska rymdorganisationen Esas satellit Planck bekräftade 2013 att fläcken är verklig och inte ett fel i mätningarna.

Ett supertomrum kan få ljus att se kallare ut. När ljus kommer in i ett tomrum förlorar det lite energi. Eftersom universums expansion går allt fortare plattas tomrummet ut medan ljuset passerar, så ljuset får inte tillbaka all den energi det förlorade på vägen ut. Det kallas den integrerade Sachs-Wolfe-effekten.

En öppen fråga

Gruppen från 2015 föreslog att supertomrummet skulle kunna förklara den kalla fläcken. Studien från 2016 uppskattade att det utsträckta tomrummet bara skulle kyla ljuset med ungefär 40 miljondels grad, vilket inte räcker för att förklara fläcken.

Undersökningen från 2017 kom fram till att de tomrum den fann var långt för små för att förklara den kalla fläcken. Undersökningens författare föreslog att fläcken i stället kan härröra från det mycket tidiga universum, och inte från tomrum mellan fläcken och jorden.