S plesnijo nad kozmično mrežo

Plin in galaksije niso naključno porazdeljeni po vesolju, temveč se pod vplivom gravitacije združujejo v filamente. Podolgovate goste strukture obdajajo območja praznine in se povezujejo v zapleteno strukturo, ki jo imenujemo kozmična mreža.

Oblika in spreminjanje kozmične mreže skozi čas nam pove, kako so galaksije nastajale in rasle skozi čas. Kozmična mreža je tudi ključna pri razumevanju razvoja vesolja kot celote. Čeprav obstajajo številni načini detekcije kozmične mreže, imajo vsi svoje pomanjkljivosti, zato je vsak nov način spoznavanja mreže dobrodošel.

Znanstveniki so nedavno objavili rezultate raziskave, v kateri so kozmično mrežo raziskovali na domiseln način. Ozrli so se k plesni. Bolj natančno, k plesni Physarum polycephalum. Ta plesen je znana po tem, da pri iskanju hrane tvori kompleksno mrežo filamentov. Na ta način najde optimalno pot do hrane. Kozmična mreža in mreža plesni sta si sumljivo podobni, zato so raziskovalci pomislili, da bi lahko eno uporabili za raziskovanje druge.

Obnašanje plesni je služilo kot navdih za algoritem, s katerim so raziskovalci v različnih astronomskih podatkih iskali filamente. Algoritem so testirali na vzorcu 37000 galaksij pregleda neba SDSS in tako izrisali zemljevid kozmične mreže v radiju 300 milijonov svetlobnih let. 

Nato so šli še korak dlje in si pogledali podatke 350 kvazarjev, ki jih je opazoval vesoljski teleskop Hubble. Kvazarji so svetla jedra oddaljenih galaksij. Njihova svetloba pri potovanju do nas potuje skozi oblake medgalaktičnega plina in slednji na spektru svetlobe pusti odtis. Spekter kvazarjav nam torej pove, kje se nahaja plin med nami in oddaljeno galaksijo in koliko tega plina tam je. Z več kvazarji lahko torej zgradimo 3D model plina med nami in oddaljenimi galaksijami. Tudi tu se je novi algoritem lepo izkazal in iz podatkov kot bi mignil izluščil zemljevid kozmične mreže. 

Med drugim so avtorji pokazali, da se večina galaksij nahaja manj kot 5 milijonov svetlobnih let od gostih filamentov. Prednost algoritma je predvsem hitra in intuitivna ilustracija 3D mreže. Raziskovalci pričakujejo, da bo algoritem prišel prav tudi pri novih velikih bazah podatkov, kot je baza pregleda neba DESI.

Zanimivo je, da se podobni vzorci kozmične mreže in mreže plesni pojavljajo na skalah, ki se razlikujejo za okoli trideset razredov velikosti.

Naslovna slika: Primerjava kozmične mreže (levo) in mreže filamentov plesni (desno). Avtorstvo: Virgo consortium; Rich Murray