Великий атрактор — це область підвищеної концентрації маси в міжгалактичному просторі, розташована на відстані приблизно 150–250 мільйонів світлових років у напрямку сузір’я Косинця. Вона створює помітне гравітаційне поле, яке впливає на рух галактик у великій ділянці локального Всесвіту, включно з Місцевою групою, до якої належить Чумацький Шлях.
Це не окремий компактний об’єкт і не чорна діра, а широка зона, де сумарна дія галактичних скупчень, філаментів і темної матерії формує мінімум гравітаційного потенціалу. Спостереження показують, що галактики в цій околиці мають додаткові швидкості, які відхиляються від очікуваного за законом Габбла розширення Всесвіту.
Великий атрактор є центральною точкою збігу потоків речовини в надскупченні Ланіакея — структурі діаметром близько 500 мільйонів світлових років, яка містить орієнтовно 100 тисяч галактик. Водночас сама Ланіакея рухається в напрямку ще масивнішого надскупчення Шеплі, що розташоване далі в тому ж секторі неба.
Що являє собою великий атрактор
Астрономи визначають великий атрактор через аналіз пекулярних швидкостей — відхилень руху галактик від чисто космологічного розширення. У системі координат, пов’язаній із реліктовим випромінюванням, Місцева група рухається зі швидкістю порядку 600 км/с у напрямку цієї області. Відхилення окремих галактик і скупчень сягають кількох сотень кілометрів на секунду в обидва боки від середнього потоку Габбла.
Така узгоджена течія на масштабах десятків і сотень мегапарсеків виникає лише тоді, коли в певному об’ємі зосереджена значна надлишкова маса. Ранні оцінки давали для регіону великого атрактора масу близько 1016 мас Сонця. Пізніші дослідження, які враховували ефект Мальмквіста та внесок більш віддалених структур, знизили внесок саме цієї зони, але підтвердили, що вона залишається одним із ключових гравітаційних центрів локального Всесвіту.
Основну частку маси становить темна матерія. Видимі галактики та гарячий газ у скупченнях забезпечують лише меншу частину гравітаційного потенціалу. Саме тому прямі оптичні спостереження довго не давали повної картини, а вплив проявлявся через кінематику навколишніх систем.
Історія відкриття та перші спостереження
Перші ознаки відхилення від однорідного розширення з’явилися ще в 1970-х роках у роботах, пов’язаних із диполем реліктового випромінювання та ефектом Рубін–Форда. Систематичне дослідження розпочала група з семи астрономів, пізніше названа «Сім самураїв». До неї входили Девід Берштейн, Роджер Девіс, Алан Дресслер, Сандра Фабер, Дональд Лінден-Белл, Роберто Терлевич і Гері Вегнер.
Вони виміряли відстані до приблизно 400 еліптичних галактик за допомогою співвідношення Dn–σ і зіставили їх із червоними зміщеннями. У 1986 році результати показали, що на масштабах до кількох тисяч кілометрів на секунду існує узгоджений потік у напрямку сузір’їв Центавра та Косинця. Алан Дресслер запропонував назву «Great Attractor» — великий атрактор, яка закріпилася в літературі.
Подальші інфрачервоні та радіоспостереження, а також рентгенівські огляди в 1990-х роках дозволили ідентифікувати в цій зоні масивне скупчення галактик Abell 3627 (скупчення Норма). Воно розташоване на відстані близько 220 мільйонів світлових років і має динамічну масу порядку 1015 мас Сонця, що робить його одним із наймасивніших відомих скупчень у близькому Всесвіті.
Розташування та труднощі спостережень
Центр області великого атрактора лежить у напрямку сузір’я Косинця (Norma) та Південного Трикутника, на галактичних координатах приблизно довгота 307° і широта 9°. Ця ділянка неба потрапляє в зону уникання — смугу вздовж площини Чумацького Шляху, де пил, газ і численні зорі сильно поглинають видиме світло. Через це оптичні каталоги довго недораховували галактики за диском нашої Галактики.
Для подолання поглинання використовують інфрачервоні, радіо- та рентгенівські спостереження. Гарячий газ у скупченнях випромінює в рентгені, нейтральний водень дає лінію 21 см, а інфрачервоне світло проходить крізь пил краще за видимий діапазон. Саме ці методи дозволили виявити скупчення Норма та навколишню стіну Норма — філамент, що з’єднує кілька скупчень і простягається в площині галактичного екватора.
Без багатохвильових спостережень великий атрактор залишався б лише кінематичною аномалією, а не просторовою структурою з відомими компонентами.
Маса, склад і роль скупчення Норма
Сумарна маса області великого атрактора оцінюється в кілька разів 1016 мас Сонця, хоча точне значення залежить від радіуса, у межах якого її враховують, і від моделі розподілу темної матерії. Скупчення Норма забезпечує значну, але не всю частину цього потенціалу. Його маса близько 1015 мас Сонця робить його домінантним вузлом, проте навколо нього існують додаткові скупчення, групи та філаменти, які разом формують ширшу гравітаційну яму.
Видима матерія — зорі, галактики та гарячий міжгалактичний газ — становить меншу частку. Решта припадає на темну матерію, чию присутність визначають через динаміку галактик і через гравітаційне лінзування, де це можливо. У скупченні Норма спостерігаються також явища, типові для масивних скупчень: взаємодія галактик із внутрішньоскупченним середовищем, «медузоподібні» хвости газу (як у галактиці ESO 137-001) та висока рентгенівська світність.
Пізніші роботи показали, що одного великого атрактора недостатньо для повного пояснення руху Місцевої групи. Значний внесок дає більш віддалене надскупчення Шеплі, розташоване в тому ж загальному напрямку, але на більшій відстані. Таким чином, великий атрактор є локальним максимумом щільності, який сам бере участь у більшому потоці.
Зв’язок із надскупченням Ланіакея
У 2014 році група під керівництвом Брента Таллі визначила надскупчення Ланіакея як басейн тяжіння — об’єм, у якому реконструйовані пекулярні швидкості галактик сходяться до спільної області. Межі провели за аналогією з вододілом: потоки всередині басейну спрямовані до великого атрактора, а поза ним — відходять. Діаметр структури становить близько 500 мільйонів світлових років, а кількість галактик — орієнтовно 100 тисяч.
До складу Ланіакеї входять надскупчення Діви, Гідра–Центавр, Павич–Індіанець та інші філаменти. Великий атрактор виступає як точка збігу цих потоків. Пізніші реконструкції на основі більших каталогів, зокрема Cosmicflows-4, вказують, що Ланіакея може не бути повністю незалежним басейном, а частково належати до більшої структури, пов’язаної з концентрацією Шеплі.
Надскупчення не є гравітаційно зв’язаними системами в тому ж сенсі, що скупчення галактик. Темна енергія прискорює розширення Всесвіту, тому на великих масштабах гравітаційне тяжіння зрештою поступається відштовхуванню. Вплив великого атрактора на Місцеву групу збережеться ще кілька мільярдів років, після чого відносний рух змінить характер.
| Структура | Характерний розмір | Оцінка маси (мас Сонця) | Роль відносно великого атрактора |
|---|---|---|---|
| Скупчення Норма (Abell 3627) | ~2 Мпк (діаметр Абелла) | ~1015 | Найближчий масивний вузол у центрі області |
| Область великого атрактора | десятки Мпк | ~1016 | Локальний мінімум потенціалу, точка збігу потоків |
| Надскупчення Ланіакея | ~160 Мпк (~500 млн св. р.) | ~1017 | Басейн тяжіння, центрований на великому атракторі |
| Надскупчення Шеплі | сотні Мпк | більша за Ланіакею | Більш віддалений центр, до якого рухається Ланіакея |
Дані про розміри та маси наведено згідно з узагальненнями з Вікіпедії та оглядових робіт із космографії; точні значення залежать від обраного радіуса та космологічних параметрів.
Вплив на рух Місцевої групи та сучасні дані
Місцева група, яка включає Чумацький Шлях, Андромеду та десятки менших галактик, бере участь у загальному потоці в напрямку великого атрактора. Швидкість відносно системи відліку реліктового випромінювання становить близько 600 км/с. Водночас окремі вимірювання показують, що на менших масштабах домінують ближчі структури — скупчення Діви та навколишні філаменти, — тоді як великий атрактор проявляється на проміжних відстанях.
У 2026 році з’явилися роботи, які використали метод флуктуацій поверхневої яскравості (SBF) для точних відстаней до галактик у діапазоні 2000–5000 км/с. Результати підтвердили наявність сильного потоку, який сходить до нуля на відстані приблизно 70 Мпк від Місцевої групи. Це узгоджується з класичною моделлю великого атрактора діаметром порядку 140 Мпк і з амплітудою та напрямком диполя реліктового випромінювання.
Такі дані зменшують потребу в гіпотезах про дуже великомасштабні «об’ємні потоки» на сотнях мегапарсеків, які важко узгодити з спектром потужності флуктуацій реліктового випромінювання в моделі ΛCDM. Водночас вони не скасовують внесок надскупчення Шеплі на ще більших відстанях.
Сучасні вимірювання пекулярних швидкостей показують, що основна частина руху Місцевої групи відносно реліктового випромінювання пояснюється розподілом маси в межах приблизно 100 Мпк, де великий атрактор відіграє центральну роль.
Цікаві факти
- Назва «великий атрактор» з’явилася в 1986–1987 роках і спочатку описувала кінематичну аномалію, а не конкретний об’єкт. Лише пізніше її пов’язали зі скупченням Норма та стіною Норма.
- Скупчення Норма довго залишалося «прихованим» у зоні уникання, попри те що воно є одним із найближчих багатих скупчень. Його систематичне вивчення стало можливим завдяки інфрачервоним оглядам і рентгенівським супутникам.
- Галактика ESO 137-001 у скупченні Норма демонструє протяжний хвіст гарячого газу довжиною десятки кілопарсеків — класичний приклад «медузоподібної» галактики, яка втрачає газ під час руху крізь внутрішньоскупченне середовище.
- Ланіакея отримала назву від гавайського слова, що означає «неосяжні небеса». Межі надскупчення визначено не за видимим розподілом галактик, а за напрямком їхніх пекулярних швидкостей.
- Великий атрактор сам рухається в напрямку надскупчення Шеплі. Таким чином, локальний «центр тяжіння» є лише проміжною точкою в ієрархії космічних потоків.
Реконструкції поля швидкостей продовжують уточнюватися з появою нових каталогів відстаней і червоних зміщень. Методи на кшталт флуктуацій поверхневої яскравості, фундаментальної площини та співвідношення Таллі–Фішера дають незалежні оцінки, які поступово звужують невизначеність у масі та геометрії області великого атрактора. Кожне нове вимірювання додає деталі до карти локального Всесвіту, де гравітація й розширення одночасно формують спостережувані рухи галактик.