Den kosmiska banan - materiens fördelning på de största skalorna i universum - har vanligtvis definierats genom fördelningen av galaxer. Nu, en ny studie av ett team av astronomer från Frankrike, Israel och Hawaii visar ett nytt tillvägagångssätt. Istället för att använda galaxpositioner, de kartlade rörelserna för tusentals galaxer. Eftersom galaxer dras mot gravitationsattraktorer och rör sig bort från tomma områden, dessa rörelser gjorde att laget kunde lokalisera det tätare materialet i kluster och filament och frånvaron av materia i regioner som kallas tomrum.

Materia distribuerades nästan homogent i det mycket tidiga universum, med endast små variationer i densitet. Under universums 14 miljarder år historia, tyngdkraften har agerat för att dra ihop materia på vissa ställen och lämna andra platser mer och mer tomma. I dag, frågan bildar ett nätverk av knutar och anslutande trådar som kallas den kosmiska banan. Det mesta av denna fråga är i en mystisk form, den så kallade "mörka materien". Galaxer har bildats vid de högsta koncentrationerna av materia och fungerar som fyrar som belyser den underliggande kosmiska strukturen.

Den nyligen definierade kosmiska hastighetsbanan definierar universums struktur enbart utifrån hastighetsinformation. I de regioner med många observationer, strukturen för hastighetsbanan och banan som härleds från platserna för galaxfyrarna är liknande. Detta avtal ger en stark bekräftelse på den grundläggande idé som strukturen utvecklades från tillväxten av initialt små fluktuationer genom gravitation.

Den kosmiska hastighetswebbanalysen leddes av Daniel Pomarede, Atomenergicenter, Frankrike, med Helene Courtois samarbete vid universitetet i Lyon, Frankrike; Yehuda Hoffman vid hebreiska universitetet, Israel; och Brent Tully vid University of Hawaii Institute for Astronomy.

"Med galaxernas rörelser, vi kan utläsa var hela massan är belägen:galaxerna och den fem gånger så stora mängden transparent materia (vanligtvis felaktigt kallad mörk materia). Denna totala gravitationsmassa, tillsammans med universums expansion, är ansvarig för de rörelser som skapar universums arkitektur. Tyngdkraften från galaxer ensam kan inte skapa detta nätverk vi ser, "sa doktor Courtois.

Dr Tully tillägger, "Dessutom, ett brett område av universum är dolt bakom den dunkla skivan i vår egen Vintergatans galax. Vår rekonstruktion av strukturen med hastighetsbanan avslöjar för första gången materialtrådar som sträcker sig hela vägen runt himlen och lätt följs genom dessa oskärmningsområden. "

Denna definition av den kosmiska hastighetsbanan möjliggjordes av den stora och sammanhängande samlingen av galaxavstånd och hastigheter i Cosmicflows -serien. Den aktuella analysen är baserad på en studie av 8, 000 galaxer i den andra versionen av Cosmicflows. Den tredje utgåvan, med över dubbelt så många galaxavstånd och hastigheter är redan tillgänglig, och kommer att avslöja den kosmiska hastighetsbanan i allt rikare detalj.

Nyckelelementet i programmet är förvärv av bra avstånd till galaxer. Flera metoder används, som att utnyttja de kända ljusstyrkorna hos gamla stjärnor som precis börjar bränna helium i sina kärnor, och förhållandet mellan galaxernas rotationshastighet och antalet stjärnor de har. Observationerna har involverat dussintals teleskop runt om i världen och i rymden och vid våglängder från synligt ljus genom infrarött till radio.

"Metoden för hastighetswebb för att kartlägga kosmos är analog med att använda plattektonik inom geologi. Det hjälper inte bara att förstå universums nuvarande layout, men också rörelsen hos de osynliga underliggande massorna som är ansvariga för den topologin, "sa doktor Courtois.

Teamet har tagit fram en omfattande video som visar den kosmiska hastighetsbanan. Den förklarar först de begrepp som ligger till grund för den kosmiska hastighetswebkonstruktionen, följt av en beskrivning av dess huvudelement. Videon visar sedan hur kosmiska flöden är organiserade inom dess struktur, och hur attraktionsbassängen för den nyligen kartlagda Laniakea Supercluster ligger inom dess element. I den sista sekvensen, betraktaren går in i en uppslukande utforskning av det lokala universums glödtrådsstruktur, navigera inuti filamenten och besöka de stora noder som den stora attraktören. Den 11 minuter långa videon är länkad nedan och tillgänglig på https://vimeo.com/pomarede/vweb.

Den tredimensionella kartan kan också utforskas i en interaktiv visualisering, med gratis Sketchfab -plattform online. Detta är ett kraftfullt verktyg för att visualisera strukturen interaktivt från valfri synvinkel och jämföra den med fördelningen av galaxer; man kan dyka inuti filamenten och utforska dem i nedsänkning. Med lämplig virtual reality -hårdvara, den kan också användas i VR -läge. Denna visualisering markerar en milstolpe som första gången en sådan interaktiv datauppsättning kommer att vara inbäddad i onlineversionen av den vetenskapliga artikeln som visas i Astrofysisk tidskrift . Alla uppmanas att interagera med uppgifterna nedan, eller på https://sketchfab.com/models/754cb85550fb42588175f8a215718521.