How big is Superpustka Erydanu?

Superpustka Erydanu to rozległy obszar kosmosu z mniejszą niż zwykle liczbą galaktyk, widoczny w kierunku gwiazdozbioru Erydanu. Ma około 2 miliardów lat świetlnych średnicy (rok świetlny, czyli odległość, jaką światło pokonuje w ciągu roku). Leży w odległości około 3 miliardów lat świetlnych od Ziemi, w tym samym kierunku co niezwykle zimna plama w słabej poświacie pozostałej po Wielkim Wybuchu.

Rozmiar

Superpustka nie ma ostrej krawędzi. Astronomowie mierzą jej rozmiar, sprawdzając, gdzie liczba galaktyk spada poniżej średniej. W 2015 roku zespół pod kierunkiem Istvána Szapudiego z Uniwersytetu Hawajskiego stworzył mapę galaktyk w tej części nieba za pomocą teleskopu Pan-STARRS1 i satelity WISE należącego do NASA. Zespół znalazł obszar, w którym jest o około 14% mniej materii niż średnio.

W komunikacie zespołu superpustkę opisano jako obszar o średnicy 1,8 miliarda lat świetlnych. Ich artykuł podaje jej promień jako 220 megaparseków, plus minus 50, w jednostkach zależnych od tempa rozszerzania się Wszechświata. Megaparsek to około 3,26 miliona lat świetlnych. Przy tempie rozszerzania się zmierzonym przez satelitę Planck ten promień daje szerokość około 2,1 miliarda lat świetlnych, w przedziale od 1,6 do 2,6 miliarda.

Późniejsze badania różnią się w ocenie jej kształtu. Badanie z 2016 roku stwierdziło, że jest rozciągnięta wzdłuż linii widzenia: ma około 1,9 miliarda lat świetlnych szerokości na niebie, ale około 4,8 miliarda lat świetlnych głębokości. Przegląd z 2017 roku, w którym dokładniej mierzono odległości galaktyk, znalazł natomiast kilka mniejszych pustek na tej samej linii. Między nimi leżą małe obszary z większą niż przeciętna liczbą galaktyk.

Porównania rozmiarów

Superpustka jest około 20 000 razy szersza niż dysk Drogi Mlecznej, który ma około 100 000 lat świetlnych średnicy.
Gdyby Drogę Mleczną zmniejszyć do rozmiarów piłki do koszykówki o średnicy około 24 centymetrów, superpustka miałaby około 4,8 kilometra szerokości.
Jej szerokość to około dwukrotność długości Kompleksu Supergromad Ryb-Wieloryba, pasa gromad galaktyk, który obejmuje Drogę Mleczną i ma około 1 miliarda lat świetlnych długości.
Wszechświat obserwowalny, czyli część przestrzeni, z której światło zdążyło dotrzeć do Ziemi, ma około 93 miliardów lat świetlnych średnicy. To około 46 razy więcej niż szerokość superpustki.
Patrząc z Ziemi, superpustka zajmuje na niebie obszar o szerokości ponad 30 stopni, czyli prawie 60 razy więcej niż szerokość Księżyca w pełni.

Zimna Plama

Kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła to najstarsze światło we Wszechświecie, uwolnione, gdy Wszechświat miał około 380 000 lat. Dziś ma temperaturę około 2,7 stopnia powyżej zera absolutnego, niemal taką samą w każdym kierunku. W 2004 roku astronomowie badający mapy z sondy WMAP należącej do NASA znaleźli w gwiazdozbiorze Erydanu duży obszar, który okazał się zimniejszy, niż oczekiwano.

Środek tej Zimnej Plamy jest o około 70–150 milionowych części stopnia zimniejszy od średniej, w zależności od sposobu pomiaru. Satelita Planck Europejskiej Agencji Kosmicznej potwierdził w 2013 roku, że plama jest rzeczywista i nie wynika z błędów pomiarów.

Superpustka mogłaby sprawić, że światło wygląda na zimniejsze. Gdy światło wchodzi do pustki, traci trochę energii. Ponieważ rozszerzanie się Wszechświata przyspiesza, pustka spłaszcza się, gdy światło ją przekracza, więc wychodząc z niej, światło nie odzyskuje całej straconej energii. Nazywa się to zintegrowanym efektem Sachsa-Wolfe'a.

Otwarte pytanie

Zespół z 2015 roku zasugerował, że superpustka mogłaby wyjaśniać Zimną Plamę. Badanie z 2016 roku oszacowało, że opisana w nim rozciągnięta pustka ochładzałaby światło tylko o około 40 milionowych części stopnia, a to za mało, by wyjaśnić plamę.

Przegląd z 2017 roku doszedł do wniosku, że znalezione w nim pustki są zdecydowanie zbyt małe, by wyjaśnić Zimną Plamę. Jego autorzy zasugerowali, że plama może natomiast pochodzić z bardzo wczesnego Wszechświata, a nie z pustek leżących między nią a Ziemią.