Геркулес – Великая китайская корона

Геркулес – Великая китайская корона
Геркулес – Великая китайская корона
	Вверху : общая выборка из 283 гамма-всплесков (GRB), зарегистрированных в период с 1997 по 2012 год и исследованных Хорватом и др ., показана синими точками в галактических координатах. Уменьшение числа случаев гамма-всплесков через экватор связано с зоной избегания плоскости Млечного Пути . ; Внизу : специфические гамма-всплески в группе 4 выборки, лежащие при 1,6 < z < 2,1. Скопление в верхней левой четверти — это предполагаемая Великая стена Геркулеса-Северной Короны. ; Изображения предоставлены: И. Хорват, З. Баголи, Й. Хаккила и Л. В. Тот.
Данные наблюдений ( Эпоха J2000)
Созвездие (а)	Геркулес , Северная Корона , Лира , Ботес и Дракон
Прямое восхождение	17 час 0 м
Склонение	+27° 45′
Основная ось	3 Гпк (10 Гли )
Малая ось	2,2 Гпк (7 Гли ) ч −1 ; 0.6780
Красное смещение	от 1,6 до 2,1
Расстояние	От 9,612 до 10,538 миллиардов световых лет ( расстояние светового путешествия ) ; От 15,049 до 17,675 миллиардов световых лет. ; (текущее сопутствующее расстояние )

Великая стена Геркулеса – Северной короны (HCB) ^{[ 1 ]}^{[ 5 ]} или просто Великая стена ^{[ 6 ]} представляет собой нить галактики , являющуюся крупнейшей известной структурой в наблюдаемой Вселенной , составляет около 10 миллиардов световых лет ее длина наблюдаемой Вселенной ( диаметр составляет около 93 миллиардов световых лет). Эта массивная сверхструктура представляет собой область неба, видимую на картографировании набора данных гамма-всплесков (GRB), в которой, как было обнаружено, концентрация гамма-всплесков, находящихся на одинаковом расстоянии, необычно выше ожидаемого среднего распределения. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} Он был обнаружен в начале ноября 2013 года группой американских и венгерских астрономов под руководством Иштвана Хорвата, Йона Хаккилы и Жолта Баголи во время анализа данных миссии Swift Gamma-Ray Burst , а также других данных наземных телескопов. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} Это крупнейшее известное образование во Вселенной, превышающее размер Огромного LQG примерно в два раза. ^{[ 7 ]}

Сверхплотность находится во Втором, Третьем и Четвертом галактических квадрантах (NGQ2, NGQ3 и NGQ4) неба. Таким образом, он лежит в Северном полушарии, с центром на границе созвездий Дракона и Геркулеса . Вся кластеризация состоит примерно из 19 гамма-всплесков с диапазоном красного смещения от 1,6 до 2,1. ^{[ 3 ]}

Обычно распределение гамма-всплесков во Вселенной появляется в наборах с распределением менее 2σ или с менее чем двумя гамма-всплесками в средних данных системы точка-радиус. ^{[ нужны разъяснения ]} Одним из возможных объяснений этой концентрации является Великая стена Геркулеса – Северной Короны. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]} Средний размер стены составляет от 2 до 3 миллиардов парсеков (от 6 до 10 миллиардов световых лет). ^{[ 5 ]} Такое сверхскопление может объяснить значительное распространение гамма-всплесков из-за его связи с звездообразованием.

В других исследованиях было высказано сомнение в существовании этой структуры, утверждалось, что структура была обнаружена в результате систематических ошибок в некоторых статистических тестах без учета полных последствий вымирания. ^{[ 10 ]}^{[ 11 ]} В документе 2020 года (первоначальной группы первооткрывателей и других) говорится, что их анализ наиболее надежного текущего набора данных подтверждает существование структуры, но что спутник THESEUS . для окончательного решения этого вопроса потребуется ^{[ 12 ]}

Открытие

Избыточная плотность была обнаружена с использованием данных различных космических телескопов, работающих в гамма- и рентгеновском диапазонах, а также некоторых данных наземных телескопов. К концу 2012 года они успешно зарегистрировали 283 гамма-всплеска и спектроскопически измерили их красные смещения. Они разделили их на разные групповые подвыборки с разными красными смещениями, первоначально на пять групп, шесть групп, семь групп и восемь групп, но каждое разделение групп в тестах предполагает слабую анизотропию и концентрацию, но это не тот случай, когда оно подразделяется на девять групп, каждая из которых содержит 31 гамма-всплеск; они заметили значительное скопление гамма-всплесков четвертой подвыборки (z = от 1,6 до 2,1), при этом 19 из 31 гамма-всплеска подвыборки сосредоточены в окрестностях Второго, Третьего и Четвертого северных галактических квадрантов (NGQ2, NGQ3 и NGQ4), охватывающих не менее 120 градусов неба. ^{[ 2 ]}^{[ 13 ]} Согласно современным моделям звездной эволюции, гамма-всплески вызываются только столкновением нейтронных звезд и коллапсом массивных звезд, и поэтому звезды, вызывающие эти события, обычно обнаруживаются только в регионах с большим количеством материи. Используя двухточечный тест Колмогорова-Смирнова , тест ближайшего соседа и метод радиуса точки Bootstrap, они обнаружили, что статистическая значимость этого наблюдения составляет менее 0,05%. Возможная биномиальная вероятность обнаружения кластеризации составила p=0,0000055. Позже в статье сообщается, что кластеризация может быть связана с ранее неизвестной сверхмассивной структурой. ^{[ 2 ]}

Номенклатура

Авторы статьи пришли к выводу, что возможным объяснением кластеризации является структура, но они никогда не связывали с ней какое-либо имя. ^{[ 14 ]} Хаккила заявил, что «во время процесса нас больше беспокоило, было ли это реальным или нет». ^{[ 14 ]} Термин «Великая стена Геркулеса – Северной Короны» был придуман Джондриком Вальдесом, филиппинским подростком из Марикины в Википедии . ^{[ 14 ]}^{[ 15 ]} после прочтения Discovery News репортажа ^{[ 16 ]} через три недели после открытия структуры в 2013 году. Эту номенклатуру использовала Жаклин Ховард в ее серии видео «Поговори со мной, ботаник», ^{[ 17 ]} и Хаккила позже использовал это имя. ^{[ 1 ]}

Термин вводит в заблуждение, поскольку скопление занимает область, намного большую, чем созвездия Геркулеса и Северной Короны . Фактически, он охватывает регион от Волопаса до зодиакального созвездия Близнецов . Кроме того, скопление имеет несколько округлую форму, что скорее является сверхскоплением , в отличие от вытянутой формы стенки галактики. Другое название, Великая стена GRB, было предложено в более поздней статье. ^{[ 6 ]}

Характеристики

В документе говорится, что «14 из 31 гамма-всплеска сконцентрированы в пределах 45 градусов неба». ^{[ 3 ]} что соответствует размеру около 10 миллиардов световых лет (3 гигапарсека ) в самом длинном измерении. ^{[ оригинальное исследование? ]} что составляет примерно одну девятую (10,7%) диаметра наблюдаемой Вселенной. Однако кластеризация содержит от 19 до 22 GRB и занимает длину в три раза большую, чем остальные 14 GRB. Действительно, скопление пересекает более 20 созвездий и покрывает 125 градусов неба, или почти 15 000 квадратных градусов общей площади, что соответствует примерно 18–23 миллиардам световых лет (5,5–7 гигапарсек) в длину. Оно находится на красном смещении от 1,6 до 2,1.

Методы открытия

Команда разделила 283 GRB на девять групп в наборах по 31 GRB. Для выявления значимости кластеризации использовались как минимум три разных метода.

Двумерный тест Колмогорова – Смирнова

Тест Колмогорова-Смирнова (тест K-S) представляет собой непараметрический тест равенства непрерывных одномерных распределений вероятностей, который можно использовать для сравнения выборки с эталонным распределением вероятностей (одновыборочный тест K-S), или для сравнения двух выборок (двухвыборочный тест K – S), таким образом, его можно использовать для проверки сравнения распределений девяти подвыборок. Однако тест K–S можно использовать только для одномерных данных — его нельзя использовать для наборов данных, включающих два измерения, таких как кластеризация. Однако в статье Дж. А. Пикока 1983 года предлагается использовать все четыре возможных порядка между упорядоченными парами, чтобы вычислить разницу между двумя распределениями. Поскольку распределение любого объекта по небу состоит из двух ортогональных угловых координат, команда использовала эту методологию. ^{[ 3 ]}

Номер группы.	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

В приведенной выше таблице показаны результаты 2D-теста K – S девяти подвыборок GRB. Например, разница между группой 1 и группой 2 составляет 9 баллов. Значения, превышающие 2 $σ$ (значимые значения, равные или превышающие 14), выделены курсивом и окрашены в желтый фон. Обратите внимание на шесть значимых значений в группе 4.

Результаты проверки показывают, что из шести наибольших чисел пять относятся к группе 4. Шесть из восьми числовых сравнений группы 4 относятся к восьми наибольшим числовым разностям, то есть числам больше 14. Для расчета приближенных вероятностей для разных чисел команда провела 40 тысяч симуляций, в которых 31 случайная точка сравнивалась с 31 другой случайной точкой. Результат содержит число 18 двадцать восемь раз и числа больше 18 десять раз, поэтому вероятность получения чисел больше 17 составляет 0,095%. Вероятность иметь числа больше 16 равна $p$ = 0,0029, иметь числа больше 15 — $p$ = 0,0094, а иметь числа больше 14 — $p$ = 0,0246. Для случайного распределения это означает, что числа больше 14 соответствуют 2 $отклонениям σ$ , а числа больше 16 соответствуют 3 $отклонениям σ$ . Вероятность наличия чисел больше 13 составляет $p$ = 0,057, или 5,7%, что не является статистически значимым. ^{[ 3 ]}

Тест ближайшего соседа

Использование статистики ближайших соседей, тест, аналогичный 2D-тесту K – S; 21 последовательная вероятность в группе 4 достигает предела 2 $σ$ , а 9 последовательных сравнений достигают предела 3 $σ$ . Можно вычислить биномиальные вероятности. Например, 14 из 31 гамма-всплеска в этой полосе красного смещения сосредоточены примерно на одной восьмой части неба. Биномиальная вероятность обнаружения этого отклонения равна $p$ =0,0000055.

Начальный радиус точки

Команда также использовала статистику начальной загрузки , чтобы определить количество гамма-всплесков в предпочтительной угловой области неба. Тест показал, что 15–25% неба, выделенные для группы 4, содержат значительно больше гамма-всплесков, чем аналогичные круги на других красных смещениях гамма-всплесков. Когда площадь выбрана равной $0,1125 \times 4 π$ , 14 гамма-всплесков из 31 лежат внутри круга. Когда площадь выбрана равной $0,2125 \times 4 π$ , 19 гамма-всплесков из 31 лежат внутри круга. Когда площадь выбрана равной $0,225 \times 4 π$ , 20 гамма-всплесков из 31 лежат внутри круга. В этом последнем случае только 7 из 4000 случаев начальной загрузки имели 20 или более GRB внутри круга. Таким образом, этот результат представляет собой статистически значимое ( $p$ = 0,0018) отклонение (биномиальная вероятность того, что это случайное значение, составляет менее 10). ⁻⁶). Команда построила статистику для этого теста, повторив процесс большое количество раз (десять тысяч). Из десяти тысяч прогонов Монте-Карло они выбрали наибольшее количество всплесков, обнаруженных в пределах углового круга. Результаты показывают, что только 7 из 4000 случаев начальной загрузки имеют 20 гамма-всплесков в предпочтительном угловом круге.

Споры

Некоторые исследования поставили под сомнение существование ГХБ. Исследование, проведенное в 2016 году, показало, что наблюдаемое распределение гамма-всплесков соответствовало тому, что можно было получить на основе моделирования Монте-Карло, но было ниже порога вероятности 95% (p < 0,05) значимости, обычно используемого в анализе p -значений . ^{[ 11 ]} Исследование 2020 года обнаружило еще более высокие уровни вероятности при учете систематических ошибок в статистических тестах и показало, что, учитывая использование девяти диапазонов красного смещения, порог вероятности на самом деле должен быть ниже, чем p <0,05, а не около p <0,005. ^{[ 10 ]} В документе 2020 года (первоначальной группы первооткрывателей и других) говорится, что их анализ наиболее надежного текущего набора данных подтверждает существование структуры, но что спутник THESEUS . для окончательного решения этого вопроса потребуется ^{[ 12 ]}

См. также

CfA2 Великая китайская стена
Гигантская Дуга , еще одна крупная космическая структура.
Большое Кольцо , еще одна крупная космическая структура.
Крупномасштабная структура Вселенной
Список крупнейших космических структур
Стена Южного полюса , большая «стена» галактик.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с Хорват, Иштван; Сова, Жолт; Хаккила, Джон; Тот, Виктор Л. (2015). «Новые данные подтверждают существование Великой китайской стены Геркулеса-Северной Короны». Астрономия и астрофизика . 584 : А48. arXiv : 1510.01933 . Бибкод : 2015A&A...584A..48H . дои : 10.1051/0004-6361/201424829 . S2CID 56073380 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Хорват, Иштван; Хаккила, Джон; Баголи, Жолт (2014). «Возможная структура распределения GRB на небе на втором красном смещении». Астрономия и астрофизика . 561 : ID.L12. arXiv : 1401.0533 . Бибкод : 2014A&A...561L..12H . дои : 10.1051/0004-6361/201323020 . S2CID 24224684 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Хорват И.; Хаккила Дж. и Баголи З. (2013). «Самая большая структура Вселенной, определяемая гамма-всплесками». 7-й Хантсвиллский симпозиум по гамма-всплескам, GRB 2013: Статья 33 в EConf Proceedings C1304143 . 1311 : 1104. arXiv : 1311.1104 . Бибкод : 2013arXiv1311.1104H .
^ Jump up to: ^а ^б «Отношение красного смещения к расстоянию» .
^ Jump up to: ^а ^б Хорват, Иштван; Сова, Жолт; Хаккила, Джон; Тот, Л. Виктор (2014). «Аномалии пространственного распределения гамма-всплесков» . Proceedings of Science : 78. arXiv : 1507.05528 . Бибкод : 2014styd.confE..78H . дои : 10.22323/1.233.0078 .
^ Jump up to: ^а ^б Балаж, Л.Г.; Баголи, З.; Хаккила, Дж. Э.; Хорват, И.; Кобори, Дж.; Рац, И.; Тот, Л.В. (2015). «Гигантская кольцевая структура с координатами 0,78<z<0,86, отображаемая гамма-всплесками» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 452 (3): 2236. arXiv : 1507.00675 . Бибкод : 2015MNRAS.452.2236B . дои : 10.1093/mnras/stv1421 . S2CID 109936564 .
^ SciShow Space (21 июля 2016 г.). «Невероятно огромная группа квазаров» . Ютуб .
^ Клотц, Ирен (19 ноября 2013 г.). «Самая большая структура Вселенной — это космическая загадка» . открытие. Архивировано из оригинала 16 мая 2016 г. Проверено 22 ноября 2013 г.
^ «Самая большая вещь во Вселенной настолько огромна, что ее вообще не должно существовать» . Хаффингтон Пост . 27 мая 2014 г.
^ Jump up to: ^а ^б Кристиан, Сэм (11 июля 2020 г.). «Повторное исследование свидетельств Великой стены Геркулеса – Северной Короны» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 495 (4): 4291–4296. arXiv : 2006.00141 . дои : 10.1093/mnras/staa1448 . ISSN 0035-8711 . S2CID 219177572 .
^ Jump up to: ^а ^б Укватта, Теннесси; Возняк, PR (01.01.2016). «Исследование кластеризации гамма-всплесков, зависящей от красного смещения и длительности» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 455 (1): 703–711. arXiv : 1507.07117 . дои : 10.1093/mnras/stv2350 . ISSN 0035-8711 .
^ Jump up to: ^а ^б Хорват, И.; Сечи, Д.; Хаккила, Дж.; Сабо, А.; Рач, II; Тот, Л.В.; Пинтер, С.; Баголи, З. (22 августа 2020 г.). «Скопление гамма-всплесков в Великой стене Геркулеса-Северной Короны: крупнейшей структуре во Вселенной?» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 498 (2): 2544–2553. arXiv : 2008.03679 . дои : 10.1093/mnras/staa2460 . ISSN 0035-8711 . Наш статистический анализ подтверждает наличие кластеризации в самом надежном наборе данных, доступных на данный момент... Из всего этого мы делаем вывод, что Великая стена Геркулеса-Северной Короны действительно может быть крупнейшей структурой во Вселенной - но чтобы иметь возможность окончательно решить, является ли она на самом деле существует, нам нужен ТЕЗЕЙ.
^ «Профессор Чарльстонского колледжа совершает открытие эпических масштабов» . Колледж сегодня . Рон Механка. 15 июля 2014 года . Проверено 14 ноября 2014 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Звездный удар» . Журнал Колледж Чарльстона . Марк Берри. 3 ноября 2014 года . Проверено 14 ноября 2014 г.
^ «Великая стена Геркулеса-Северной Короны» . Arc.Ask3.Ru . 22 ноября 2013 года . Проверено 12 января 2016 г.
^ Клотц, Ирен (19 ноября 2013 г.). «Самая большая структура Вселенной — это космическая загадка» . Новости Дискавери . Архивировано из оригинала 16 мая 2016 года . Проверено 12 января 2016 г.
^ Ховард, Жаклин (27 мая 2014 г.). «Самая большая вещь во Вселенной настолько огромна, что ее вообще не должно существовать» . Хаффингтон Пост .

[HBHT2-1] Jump up to: ^а ^б ^с Хорват, Иштван; Сова, Жолт; Хаккила, Джон; Тот, Виктор Л. (2015). «Новые данные подтверждают существование Великой китайской стены Геркулеса-Северной Короны». Астрономия и астрофизика . 584 : А48. arXiv : 1510.01933 . Бибкод : 2015A&A...584A..48H . дои : 10.1051/0004-6361/201424829 . S2CID 56073380 .

[2014paper-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Хорват, Иштван; Хаккила, Джон; Баголи, Жолт (2014). «Возможная структура распределения GRB на небе на втором красном смещении». Астрономия и астрофизика . 561 : ID.L12. arXiv : 1401.0533 . Бибкод : 2014A&A...561L..12H . дои : 10.1051/0004-6361/201323020 . S2CID 24224684 .

[original-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Хорват И.; Хаккила Дж. и Баголи З. (2013). «Самая большая структура Вселенной, определяемая гамма-всплесками». 7-й Хантсвиллский симпозиум по гамма-всплескам, GRB 2013: Статья 33 в EConf Proceedings C1304143 . 1311 : 1104. arXiv : 1311.1104 . Бибкод : 2013arXiv1311.1104H .

[z-4] Jump up to: ^а ^б «Отношение красного смещения к расстоянию» .

[HBHT-5] Jump up to: ^а ^б Хорват, Иштван; Сова, Жолт; Хаккила, Джон; Тот, Л. Виктор (2014). «Аномалии пространственного распределения гамма-всплесков» . Proceedings of Science : 78. arXiv : 1507.05528 . Бибкод : 2014styd.confE..78H . дои : 10.22323/1.233.0078 .

[cookie-6] Jump up to: ^а ^б Балаж, Л.Г.; Баголи, З.; Хаккила, Дж. Э.; Хорват, И.; Кобори, Дж.; Рац, И.; Тот, Л.В. (2015). «Гигантская кольцевая структура с координатами 0,78<z<0,86, отображаемая гамма-всплесками» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 452 (3): 2236. arXiv : 1507.00675 . Бибкод : 2015MNRAS.452.2236B . дои : 10.1093/mnras/stv1421 . S2CID 109936564 .

[7] SciShow Space (21 июля 2016 г.). «Невероятно огромная группа квазаров» . Ютуб .

[conundrum-8] Клотц, Ирен (19 ноября 2013 г.). «Самая большая структура Вселенной — это космическая загадка» . открытие. Архивировано из оригинала 16 мая 2016 г. Проверено 22 ноября 2013 г.

[huff-9] «Самая большая вещь во Вселенной настолько огромна, что ее вообще не должно существовать» . Хаффингтон Пост . 27 мая 2014 г.

[:0-10] Jump up to: ^а ^б Кристиан, Сэм (11 июля 2020 г.). «Повторное исследование свидетельств Великой стены Геркулеса – Северной Короны» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 495 (4): 4291–4296. arXiv : 2006.00141 . дои : 10.1093/mnras/staa1448 . ISSN 0035-8711 . S2CID 219177572 .

[:1-11] Jump up to: ^а ^б Укватта, Теннесси; Возняк, PR (01.01.2016). «Исследование кластеризации гамма-всплесков, зависящей от красного смещения и длительности» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 455 (1): 703–711. arXiv : 1507.07117 . дои : 10.1093/mnras/stv2350 . ISSN 0035-8711 .

[HS-12] Jump up to: ^а ^б Хорват, И.; Сечи, Д.; Хаккила, Дж.; Сабо, А.; Рач, II; Тот, Л.В.; Пинтер, С.; Баголи, З. (22 августа 2020 г.). «Скопление гамма-всплесков в Великой стене Геркулеса-Северной Короны: крупнейшей структуре во Вселенной?» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 498 (2): 2544–2553. arXiv : 2008.03679 . дои : 10.1093/mnras/staa2460 . ISSN 0035-8711 . Наш статистический анализ подтверждает наличие кластеризации в самом надежном наборе данных, доступных на данный момент... Из всего этого мы делаем вывод, что Великая стена Геркулеса-Северной Короны действительно может быть крупнейшей структурой во Вселенной - но чтобы иметь возможность окончательно решить, является ли она на самом деле существует, нам нужен ТЕЗЕЙ.

[epic-13] «Профессор Чарльстонского колледжа совершает открытие эпических масштабов» . Колледж сегодня . Рон Механка. 15 июля 2014 года . Проверено 14 ноября 2014 г.

[magazine-14] Jump up to: ^а ^б ^с «Звездный удар» . Журнал Колледж Чарльстона . Марк Берри. 3 ноября 2014 года . Проверено 14 ноября 2014 г.

[15] «Великая стена Геркулеса-Северной Короны» . Arc.Ask3.Ru . 22 ноября 2013 года . Проверено 12 января 2016 г.

[DN-16] Клотц, Ирен (19 ноября 2013 г.). «Самая большая структура Вселенной — это космическая загадка» . Новости Дискавери . Архивировано из оригинала 16 мая 2016 года . Проверено 12 января 2016 г.

[17] Ховард, Жаклин (27 мая 2014 г.). «Самая большая вещь во Вселенной настолько огромна, что ее вообще не должно существовать» . Хаффингтон Пост .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]