Gran Muralla Hércules – Corona Borealis - Hercules–Corona Borealis Great Wall
| Gran Muralla Hércules-Corona Borealis | |
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 Concepción del artista basada en una vista axonométrica de la superestructura inferida Gran Muralla Hércules-Corona Borealis
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| Datos de observación ( Epoch J2000) | |
| Constelación (s) | Hércules , Corona Borealis , Lyra , Boötes y Draco |
| Ascensión recta | 17 h 0 m |
| Declinación | + 27 ° 45 ′ |
| Eje mayor | 3 Gpc (10 Gly ) |
| Eje menor | 2,2 Gpc (7 Gly ) h−1 0,6780 |
| Redshift | 1.6 hasta 2.1 |
| Distancia ( co-moviendo ) |
9.612 a 10.538 mil millones de años luz ( distancia de viaje de la luz ) 15.049 a 17.675 mil millones de años luz ( distancia actual comoviva ) |
| Masa vinculante | 2 × 10 19 M ☉ |
La Gran Muralla Hércules-Corona Borealis o la Gran Muralla es la estructura más grande conocida en el universo observable , mide aproximadamente 10 mil millones de años luz de longitud (en perspectiva, el universo observable tiene aproximadamente 93 mil millones de años luz de diámetro). Esta superestructura masiva es una región del cielo que se ve en el mapeo del conjunto de datos de ráfagas de rayos gamma (GRB) que se ha encontrado que tiene una concentración inusualmente más alta de GRB con distancias similares que la distribución promedio esperada. Fue descubierto a principios de noviembre de 2013 por un equipo de astrónomos estadounidenses y húngaros liderados por István Horváth , Jon Hakkila y Zsolt Bagoly mientras analizaban datos de la misión Swift Gamma-Ray Burst , junto con otros datos de telescopios terrestres. Es la formación más grande conocida en el universo, superando el tamaño del Huge-LQG anterior en aproximadamente dos veces.
La sobredensidad se encuentra en el segundo, tercer y cuarto cuadrantes galácticos (NQ2, NQ3 y NQ4) del cielo. Por lo tanto, se encuentra en el hemisferio norte, centrado en el límite de las constelaciones de Draco y Hércules . El agrupamiento completo consta de alrededor de 19 GRB con los rangos de corrimiento al rojo entre 1.6 y 2.1.
Normalmente, la distribución de GRB en el universo aparece en los conjuntos de menos de la distribución 2σ, o con menos de dos GRB en los datos promedio del sistema punto-radio. Una posible explicación de esta concentración es la Gran Muralla Hércules-Corona Borealis. El muro tiene un tamaño medio de más de 2 mil millones a 3 mil millones de parsecs (6 a 10 mil millones de años luz). Tal supercúmulo puede explicar la distribución significativa de GRB debido a su vínculo con la formación de estrellas.
Se ha puesto en duda la existencia de la estructura en otros estudios, postulando que la estructura se encontró a través de sesgos en ciertas pruebas estadísticas, sin considerar los efectos plenos de la extinción.
Descubrimiento
El sobredensidad fue descubierto usando datos de diferentes telescopios espaciales que funcionan a de rayos gamma y de rayos X longitudes de onda, además de algunos datos de los telescopios terrestres. A finales de 2012 registraron con éxito 283 GRB y midieron sus desplazamientos al rojo espectroscópicamente. Los subdividieron en diferentes submuestras de grupos de diferentes corrimientos al rojo, inicialmente con cinco grupos, seis grupos, siete grupos y ocho grupos, pero cada división de grupo en las pruebas sugiere una anisotropía y concentración débiles, pero este no es el caso cuando se subdivide en nueve grupos, cada uno con 31 GRB; notaron un agrupamiento significativo de GRBs de la cuarta submuestra (z = 1.6 a 2.1) con 19 de los 31 GRBs de la submuestra se concentran dentro de la vecindad del Segundo, Tercer y Cuarto Cuadrante Galáctico Norte (NQ2, NQ3 y NQ4) que abarcan no menos de 120 grados del cielo. Según los modelos evolutivos estelares actuales, los GRB solo son causados por la colisión de estrellas de neutrones y el colapso de estrellas masivas, y como tales, las estrellas que causan estos eventos solo se encuentran en regiones con más materia en general. Usando la prueba de Kolmogorov-Smirnov de dos puntos , una prueba del vecino más cercano y un método de radio de punto de Bootstrap, encontraron que la significancia estadística de esta observación era menor al 0.05%. La posible probabilidad binomial de encontrar una agrupación fue p = 0,0000055. Más tarde se informa en el documento que la agrupación puede estar asociada con una estructura supermasiva previamente desconocida.
Nomenclatura
Los autores del artículo concluyeron que una estructura era la posible explicación de la agrupación, pero nunca asociaron ningún nombre con ella. Hakkila declaró que "durante el proceso, nos preocupamos más por si era real o no". El término "Gran Muralla Hércules – Corona Borealis" fue acuñado por un adolescente filipino de Marikina en Wikipedia , después de leer un informe de Discovery News tres semanas después del descubrimiento de la estructura en 2013. Jacqueline Howard utilizó la nomenclatura en su "Talk Nerdy to Yo ", y Hakkila usaría más tarde el nombre.
El término es engañoso, ya que la agrupación ocupa una región mucho más grande que las constelaciones de Hércules y Corona Borealis . De hecho, cubre la región desde Boötes hasta la constelación del zodíaco Géminis . Además, el agrupamiento tiene una forma algo redondeada, que es más probable un supercúmulo , en contraste con la forma alargada de una pared de galaxias. Otro nombre, Great GRB Wall, se propuso en un artículo posterior.
Caracteristicas
El documento afirma que "14 de los 31 GRB se concentran dentro de los 45 grados del cielo", lo que se traduce en el tamaño de unos 10 mil millones de años luz (3 gigaparsecs ) en su dimensión más larga, que es aproximadamente un noveno (10,7%). del diámetro del universo observable. Sin embargo, el agrupamiento contiene de 19 a 22 GRB y abarca una longitud tres veces mayor que los 14 GRB restantes. De hecho, la agrupación cruza más de 20 constelaciones y cubre 125 grados del cielo, o casi 15.000 grados cuadrados en el área total, lo que se traduce en aproximadamente 18 a 23 mil millones de años luz (5,5 a 7 gigaparsecs) de longitud. Se encuentra en un corrimiento al rojo de 1.6 a 2.1.
Métodos de descubrimiento
El equipo subdivide los 283 GRB en nueve grupos en conjuntos de 31 GRB. Se han utilizado al menos tres métodos diferentes para revelar la importancia de la agrupación.
Prueba bidimensional de Kolmogorov-Smirnov
La prueba de Kolmogorov-Smirnov ( prueba K-S) es una prueba no paramétrica de la igualdad de distribuciones de probabilidad continuas y unidimensionales que se puede utilizar para comparar una muestra con una distribución de probabilidad de referencia (prueba K-S de una muestra), o para comparar dos muestras (prueba K – S de dos muestras), por lo tanto, se puede utilizar para probar las comparaciones de las distribuciones de las nueve submuestras. Sin embargo, la prueba K – S solo se puede usar para datos unidimensionales; no se puede usar para conjuntos de datos que involucran dos dimensiones, como el agrupamiento. Sin embargo, un artículo de 1983 de JA Peacock sugiere que se deben usar los cuatro posibles ordenamientos entre pares ordenados para calcular la diferencia entre las dos distribuciones. Dado que la distribución del cielo de cualquier objeto se compone de dos coordenadas angulares ortogonales, el equipo utilizó esta metodología.
| Grupo no. | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 9 | 9 | 15 | 11 | 13 | 9 | 12 | 8 |
| 2 | 10 | 18 | 7 | 15 | 11 | 9 | 12 | |
| 3 | 14 | 9 | 11 | 14 | 9 | 10 | ||
| 4 | 15 | 10 | 15 | 17 | 11 | |||
| 5 | 13 | 13 | 8 | 10 | ||||
| 6 | 10 | 13 | 8 | |||||
| 7 | 10 | 10 | ||||||
| 8 | 11 |
Arriba: Resultados de la prueba 2D K – S de las nueve submuestras de GRB. La tabla muestra la comparación, ejemplo, la diferencia entre el grupo 1 y el grupo 2 es de 9 puntos. Los valores superiores a 2σ (valores significativos iguales o superiores a 14) están en cursiva y en color de fondo amarillo. Tenga en cuenta los seis valores significativos en el grupo 4.
Los resultados de la prueba muestran que de los seis números más grandes, cinco pertenecen al grupo 4. Seis de las ocho comparaciones numéricas del grupo 4 pertenecen a las ocho diferencias numéricas más grandes, es decir, números mayores que 14. Para calcular las probabilidades aproximadas para los diferentes números, el equipo ejecutó 40 mil simulaciones en las que se comparan 31 puntos aleatorios con otros 31 puntos aleatorios. El resultado contiene el número 18 veintiocho veces y números mayores que 18 diez veces, por lo que la probabilidad de tener números mayores que 17 es 0.095%. La probabilidad de tener números mayores de 16 es p = 0.0029, de tener números mayores de 15 es p = 0.0094 y de tener números mayores de 14 es p = 0.0246. Para una distribución aleatoria, esto significa que los números mayores de 14 corresponden a desviaciones de 2σ y los números mayores de 16 corresponden a desviaciones de 3σ. La probabilidad de tener números mayores a 13 es p = 0.057, o 5.7%, lo cual no es estadísticamente significativo.
Prueba del vecino más cercano
Usando estadísticas de vecino más cercano, una prueba similar a la prueba 2D K – S; 21 probabilidades consecutivas en el grupo 4 alcanzan el límite 2σ y 9 comparaciones consecutivas alcanzan el límite 3σ. Se pueden calcular probabilidades binomiales. Por ejemplo, 14 de los 31 GRB en esta banda de desplazamiento al rojo se concentran en aproximadamente una octava parte del cielo. La probabilidad binomial de encontrar esta desviación es p = 0,0000055.
Bootstrap punto-radio
El equipo también utilizó una estadística para determinar la cantidad de GRB dentro de un área angular preferida del cielo. La prueba mostró que el 15-25% del cielo identificado para el grupo 4 contiene significativamente más GRB que círculos similares en otros desplazamientos al rojo GRB. Cuando se elige que el área sea 0.1125 × 4π, 14 GRB de los 31 se encuentran dentro del círculo. Cuando se elige que el área sea 0.2125 × 4π, 19 GRB de los 31 se encuentran dentro del círculo. Cuando se elige que el área sea 0.225 × 4π, 20 GRB de los 31 se encuentran dentro del círculo. En este último caso, solo 7 de los 4.000 casos de bootstrap tenían 20 o más GRB dentro del círculo. Este resultado es, por tanto, una desviación estadísticamente significativa (p = 0,0018) (la probabilidad binomial de que sea aleatorio es menor que 10 −6 ). El equipo construyó estadísticas para esta prueba repitiendo el proceso una gran cantidad de veces (diez mil). De las diez mil carreras de Montecarlo, seleccionaron el mayor número de explosiones encontradas dentro del círculo angular. Los resultados muestran que solo 7 de los 4.000 casos de bootstrap tienen 20 GRB en un círculo angular preferido.
Duda
Algunos estudios han puesto en duda la existencia del HCB. Un estudio en 2016 encontró que la distribución observada de GRB era consistente con lo que podría derivarse de las simulaciones de Monte Carlo, pero estaba por debajo del umbral de probabilidad del 95% (p <.05) de significancia que se usa típicamente en los análisis de valor p . Un estudio realizado en 2020 encontró niveles de probabilidad aún más altos al considerar los sesgos en las pruebas estadísticas, y argumentó que, dados los nueve rangos de corrimiento al rojo, el umbral de probabilidad debería ser menor que p <0.05, en lugar de alrededor de p <0.005.
Ver también
- Gran Muralla CfA2
- Estructura del universo a gran escala
- Lista de estructuras cósmicas más grandes
- Muro del Polo Sur , un gran "muro" de galaxias.
- El Arco Gigante , otra gran estructura cósmica.