Guida alle costellazioni - Regioni celesti scelte/La struttura a grande scala dell'Universo: differenze tra le versioni
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==Premessa - L'universo osservabile==
[[File:Observable Universe with Measurements 01.png|300px|thumb|left|Rappresentazione dell’Universo osservabile.]]
Quando si studiano le strutture a grande scala dell’Universo, solitamente ci si riferisce alla porzione che è possibile osservare, che però non coincide con le reali dimensioni dell’Universo. Ecco perché quindi si parla di
In cosmologia
Se
Sulla base di questa stima, il diametro della sfera dell'universo osservabile sarebbe pari a 93 miliardi di anni luce; il volume di questo spazio sferico è pari a circa 5×10<sup>32</sup> anni luce cubi; queste dimensioni potrebbero contenere circa 7×10<sup>22</sup> stelle, organizzate in circa 2×10<sup>12</sup> galassie (duemila miliardi, secondo una stima effettuata nel 2016), agglomerate in gruppi e ammassi di galassie e superammassi.▼
▲Sulla base di questa stima, il diametro della sfera
Osservazioni condotte col telescopio spaziale Hubble suggeriscono un numero medio di galassie ancora maggiore.
Per quanto riguarda la parte osservabile, nelle zone più distanti
Oltre l'orizzonte
Un errore comune è ritenere che il raggio dell’universo osservabile sia di 13,8 miliardi di anni luce. L’età dell’Universo è di 13,8 miliardi di anni e sebbene nessun oggetto possa accelerare fino a raggiungere e superare la velocità della luce, è un errore limitarlo a tali misure. Nell’Universo lo spazio-tempo è infatti curvato in modo che corrisponda all’espansione dello spazio stesso, come evidenziato dalla Legge di Hubble: distanze ottenute moltiplicando la velocità della luce per un intervallo di tempo cosmologico non
==La struttura a grande scala dell'Universo==
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==L'unità più semplice: il gruppo di galassie==
I '''gruppi di galassie''' sono gli aggregati di galassie più piccoli: tipicamente contengono non più di 50 galassie in un diametro da 3 a 7 milioni di anni luce, la maggior parte delle quali nane; la massa totale media è di circa 10<sup>13</sup> masse solari. La differenza di velocità tra le galassie è di circa 150 km/s. Tuttavia, questa definizione dà solo una linea guida, perché anche sistemi di galassie più grandi e massivi sono talvolta classificati come gruppi di galassie.
I gruppi sono le strutture di galassie più comuni
Un '''gruppo compatto''' consiste di un piccolo numero di galassie, tipicamente intorno a cinque, situate in prossimità l'una dell'altra e relativamente isolate dalle altre galassie. Il primo gruppo compatto ad essere stato scoperto è il Quintetto di Stephan, nel 1877, ed è un gruppo
I gruppi compatti rendono evidente l'effetto della cosiddetta materia oscura, dato che la massa visibile è di gran lunga minore di quella necessaria per tenere insieme le galassie con la forza di gravità. I gruppi compatti sono inoltre instabili dinamicamente.
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Spesso i gruppi di galassie non presentano tuttavia dei confini ben netti e precisi, ma capita molto spesso che due gruppi di galassie adiacenti sfumino progressivamente uno nell’altro, formando delle concatenazioni.
Il Gruppo Locale, dove è compresa la Via Lattea, è formata da 70 galassie finora note, fra cui due spirali giganti, tre o quattro intermedie e un
==Le nubi di galassie==
[[File:Virgo cluster 052012.jpg|300px|thumb|left|Il centro dell’Ammasso della Vergine è formato da una catena di galassie massicce nota come Catena di Markarian.]]
Insiemi estesi di galassie singole e gruppi di galassie possono formare una '''nube di galassie''', ossia una struttura più complessa che può contenere anche diverse centinaia di galassie di grande e media massa; simili nubi hanno dimensioni di alcune decine di milioni di anni luce e possono essere a loro volta connesse ad altre
In questo senso, si può intendere come il Gruppo Locale, assieme ai gruppi di galassie più vicini come il Gruppo di M81, il Gruppo Centaurus A/M83, il
==Gli ammassi di galassie==
Un '''ammasso di galassie''' è una struttura che consiste di un insieme che va da centinaia a migliaia di galassie che sono tenute insieme dalla gravità; tipicamente le masse sono intorno alle 1014 o 1015 masse solari. Nell'universo conosciuto sono le strutture più grandi tenute insieme dalla gravità e si credeva che fossero le strutture più grandi fino agli anni ottanta del Novecento, quando furono scoperti i superammassi. Una delle caratteristiche principali degli ammassi è il mezzo intra-ammasso (in inglese intracluster medium, da cui ICM). Il mezzo intra-ammasso consiste di gas caldo intergalattico, che dipende dalla massa totale dell'ammasso.
Piccoli aggregati di galassie vengono chiamati gruppi di galassie,
Solitamente al centro degli ammassi di galassie si trovano alcune ellittiche giganti con un diametro che può estendersi anche per centinaia di migliaia di anni luce (e in certi casi anche superare il milione di anni luce), circondate da una popolazione di svariate migliaia di ammassi globulari, diverse galassie nane e anche alcune galassie maggiori; si ritiene che questi giganti dell’Universo siano il risultato di progressive fusioni fra galassie avvenute nel corso di miliardi di anni. Spesso al loro centro si trova un buco nero supermassiccio con una massa pari anche ad alcuni miliardi di masse solari.
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==Verso i superammassi di galassie==
I '''superammassi di galassie''' sono grandi agglomerati di ammassi, nubi e gruppi di galassie e sono tra le più grandi strutture conosciute dell'Universo. Un tipico superammasso può contenere diverse decine di migliaia di galassie ed estendersi per alcune centinaia di milioni di anni luce; ciò nonostante, le sue dimensioni continuano a restare piuttosto contenute se confrontate alle dimensioni dell’intero
La Via Lattea è situata nel Gruppo Locale e, insieme ad altri gruppi ed ammassi, costituisce il Superammasso della Vergine; quest'ultimo, con altri superammassi, confluisce a formare il Superammasso Laniakea, una superstruttura che si estende per oltre 500 milioni di anni luce.
Da tempo si indaga sul come siano disposti i superammassi nello spazio, approntando mappe accurate, anche tridimensionali, delle posizioni di milioni di galassie, calcolandone per ognuna la posizione
==Oltre i superammassi: i filamenti==
I
Nel loro insieme, i superammassi e i filamenti che li collegano fanno parte di un'unica struttura filamentosa, cioè di un unico filamento; tutti questi elementi sono disposti in modo tale da disegnare una forma che ricorda una spugna. Se consideriamo complessivamente questi elementi, si deduce che nell'Universo a grande scala tutta la materia, luminosa ed oscura,
Osservati a grande scala, i filamenti formano una matrice intricata che ricorda una ragnatela o un intreccio di neuroni; possono possedere numerose ramificazioni secondarie orientate in modo differente nello spazio e delimitano delle aree che invece appaiono quasi completamente vuote: si tratta dei già accennati '''vuoti cosmici''', che se raggiungono le dimensioni di alcune centinaia di milioni di anni luce vengono denominati '''supervuoti'''. Alcuni supervuoti possono anche superare il miliardo di anni luce di diametro.
Il filamento di galassie più grande conosciuto è la Grande Muraglia di Ercole-Corona Boreale, un’immensa struttura di galassie che misura oltre 10 miliardi di anni luce; si trova alla distanza attuale (comovente) di 15-17 miliardi di anni luce, mentre al momento dell’emissione della luce che arriva a noi (per via dell’espansione dell’Universo) si trovava a 9-10 miliardi di anni luce. A fronte di una simile larghezza, il suo spessore è tuttavia pari a “soli” 900 milioni di anni luce, ossia meno di un decimo della sua larghezza.
Questa enorme struttura è stata scoperta nel novembre 2013 da una mappatura dei lampi gamma che si verificano nell'universo distante. I lampi gamma sono fra i più potenti eventi che si verificano nell'universo conosciuto e sono lampi molto luminosi di raggi gamma che annunciano la morte di stelle lontane di grande massa con esplosioni potentissime. I lampi di raggi gamma sono fenomeni rari; in una galassia come la Via Lattea se ne verifica in media uno ogni milione di anni. Gli astronomi teorizzano che le stelle che causano questi eventi siano
==Dalla piccola alla grande scala: il Gruppo Locale==
[[File:Local Group.svg|300px|thumb|left|Mappa generica del Gruppo Locale.]]
'''Gruppo Locale''' è il nome proprio dato al gruppo di galassie di cui fa parte la nostra galassia: la Via Lattea. Il Gruppo Locale comprende più di 70 galassie, per la maggior parte di piccole dimensioni, e il suo centro di massa si trova in un punto compreso fra la Via Lattea e la Galassia di Andromeda. Il gruppo ha un diametro di circa 10 milioni di anni luce, diviso principalmente in due grossi centri, con una forma assimilabile a un manubrio.
Il Gruppo Locale è un tipico esempio di gruppo di galassie come ce ne sono tanti nell'
I membri più massicci del Gruppo sono le tre grandi spirali presenti: la Galassia di Andromeda, seguita dalla Via Lattea e dalla Galassia del Triangolo. Ognuna di esse forma un sottogruppo formato da un sistema di galassie “satelliti”.
Il termine Gruppo
Dalla sua iniziale classificazione il numero di galassie facenti parte del Gruppo Locale è cresciuto significativamente
==L'Ammasso della Vergine==
▲Si tratta di un tipico ricco ammasso di galassie, con circa 1500 membri conosciute; la sua grande massa è causa delle grandi velocità peculiari di molte delle sue galassie, a volte fino a 1600 km/s (rispetto al centro dell'ammasso). Per confronto, lo spostamento verso il rosso dell'ammasso corrisponde ad una velocità di soli 1100 km/s. La galassia dominante dell’ammasso è la gigantesca ellittica M87, una galassia attiva il cui diametro è stimato sui 500.000 anni luce, quasi cinque volte quello della Via Lattea, senza contare che il suo volume è ancora più grande in quanto possiede una forma sferoidale (ellittica), mentre la Via Lattea ha la forma di un disco spiraliforme.
Come in altri ammassi ricchi di galassie, il mezzo intergalattico dell'ammasso della Vergine è pieno di
==Il Superammasso della Vergine==
[[File:Lianeka.png|300px|thumb|left|Mappa delle galassie del nostro universo vicino. Laniakea è la parte all'interno del cerchio.]]
Il '''Superammasso della Vergine''' è il superammasso di galassie che contiene
Osservando gli effetti gravitazionali sui movimenti delle galassie, è possibile stimare la massa totale del Superammasso della Vergine
Un'anomalia gravitazionale conosciuta come il Grande Attrattore si trova da qualche parte nel superammasso. Le osservazioni sono ostacolate dal fatto che la sua posizione lo fa apparire nel nostro cielo proprio nel piano della galassia, dove gas e polveri oscurano la vista.
Il Superammasso della Vergine e, di conseguenza anche il Gruppo Locale con la nostra Via Lattea, risulta essere parte del più grande '''Superammasso Laniakea''', detto anche '''Superammasso Locale'''.
La densità numerica delle galassie nel Superammasso Locale diminuisce con il quadrato della distanza dal suo centro, situato nei pressi dell'ammasso della Vergine, suggerendo che le componenti di questo ammasso non siano disposte in modo casuale. In complesso, la grande maggioranza delle galassie luminose, ossia di grandezza assoluta più brillante di -13, è concentrata in un piccolo numero di nubi di galassie.
Il 98% si trova nelle seguenti undici nubi, elencate in ordine decrescente di galassie luminose: Canes
Un'altra utile analogia che corrisponde alla distribuzione osservata è quella delle bolle di sapone. Ammassi piuttosto piatti e superammassi si trovano all'intersezione delle bolle, che sono grandi, approssimativamente sferiche (con diametri dell'ordine di 60-200 milioni di anni luce) e vuote al loro interno. Le strutture filamentose lunghe sembrano essere predominanti; un esempio è il Superammasso Idra-Centauro, il superammasso più vicino al nostro, che inizia ad una distanza di circa 100 milioni di anni luce e si estende fino a 200 milioni di anni luce.
==Laniakea e oltre==
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Il '''Superammasso Laniakea''' è, come visto, il superammasso di galassie in cui è compreso il Superammasso della Vergine, che contiene a sua volta il Gruppo Locale con la Via Lattea e, di conseguenza, il Sistema solare con la Terra.
I superammassi confinanti con Laniakea sono il Superammasso di Shapley, il Superammasso di Ercole, il Superammasso della Chioma e il '''Superammasso di Perseo-Pesci''', di cui non sono chiari i contorni al momento della scoperta di Laniakea.
A loro volta, il Superammasso Laniakea e alcuni degli altri citati sono compresi all'interno della struttura a filamento chiamata '''Complesso di Superammassi dei Pesci-Balena''', che è una delle più grandi strutture conosciute dell'
Laniakea fu
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