Геркулес – Северная Корона Великая Китайская стена - Hercules–Corona Borealis Great Wall
| Геркулес – Северная корона Великая Китайская стена | |
|---|---|
 Концепция художника, основанная на аксонометрическом изображении предполагаемой надстройки Hercules-Corona Borealis Great Wall.
| |
| Данные наблюдений ( Эпоха J2000) | |
| Созвездие (а) | Геркулес , Северная Корона , Лира , Ботес и Драко |
| Прямое восхождение | 17 ч 0 м |
| Склонение | + 27 ° 45 ′ |
| Большая ось | 3 Гпк (10 Гли ) |
| Малая ось | 2,2 Гпк (7 Гли ) ч-1 0,6780 |
| Красное смещение | 1,6 к 2,1 |
| Расстояние ( попутное движение ) |
От 9,612 до 10,538 миллиардов световых лет ( расстояние света ) от 15,049 до 17,675 миллиардов световых лет (современное сопутствующее расстояние ) |
| Связующая масса | 2 × 10 19 М ☉ |
Геркулес-Корона Borealis Great Wall или Great Wall является крупной известной структурой в наблюдаемой Вселенной , размером примерно 10 миллиардов световых лет в длине (для точки зрения, наблюдаемая Вселенная около 93 миллиардов световых лет в диаметре). Эта массивная надстройка представляет собой область неба, видимую на картировании набора данных гамма-всплесков (GRB), которая, как было обнаружено, имеет необычно более высокую концентрацию столь же удаленных гамма-всплесков, чем ожидаемое среднее распределение. Он был обнаружен в начале ноября 2013 года группой американских и венгерских астрономов во главе с Иштваном Хорватом , Йоном Хаккилой и Жолтом Баголи во время анализа данных миссии Swift Gamma-Ray Burst , а также других данных, полученных с наземных телескопов. Это самое крупное известное образование во Вселенной, которое по размеру превышает размер предшествующей Huge-LQG примерно в два раза.
Сверхплотность находится во втором, третьем и четвертом галактических квадрантах (NQ2, NQ3 и NQ4) неба. Таким образом, он находится 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.
Обычно распределение гамма-всплесков во Вселенной появляется в наборах с распределением меньше 2σ или с менее чем двумя гамма-всплесками в средних данных системы точка-радиус. Одним из возможных объяснений этой концентрации является Великая китайская стена Геркулеса и северной короны. Стена имеет средний размер от 2 до 3 миллиардов парсеков (от 6 до 10 миллиардов световых лет). Такое сверхскопление может объяснить значительное распределение гамма-всплесков из-за его связи со звездообразованием.
Существование структуры было подвергнуто сомнению в других исследованиях, утверждающих, что структура была обнаружена в результате систематических ошибок в определенных статистических тестах, без учета всех эффектов вымирания.
Открытие
Сверхплотность была обнаружена с использованием данных различных космических телескопов, работающих на длинах волн гамма-излучения и рентгеновского излучения, а также некоторых данных наземных телескопов. К концу 2012 года они успешно зарегистрировали 283 гамма-всплеска и измерили их красное смещение спектроскопически. Они разделили их на разные групповые подвыборки с разными красными смещениями, первоначально с пятью группами, шестью группами, семью группами и восемью группами, но каждое разделение групп в тестах предполагает слабую анизотропию и концентрацию, но это не тот случай, когда он подразделяется на девять групп, каждая из которых содержит 31 GRB; они заметили значительную кластеризацию гамма-всплесков четвертой подвыборки (z = от 1,6 до 2,1), причем 19 из 31 гамма-всплесков подвыборки сосредоточены в окрестностях второго, третьего и четвертого северных галактических квадрантов (NQ2, NQ3 и NQ4), охватывающих не менее 120 градусов неба. Согласно нынешним моделям звездной эволюции гамма-всплески вызываются только столкновением нейтронных звезд и коллапсом массивных звезд, и поэтому звезды, вызывающие эти события, обычно встречаются 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 найти кластеризацию составила p = 0,0000055. Позже в статье сообщается, что кластеризация может быть связана с ранее неизвестной сверхмассивной структурой.
Номенклатура
Авторы статьи пришли к выводу, что структура является возможным объяснением кластеризации, но они никогда не связывали с ней какое-либо имя. Хаккила заявил, что «во время процесса мы были больше озабочены тем, было ли это на самом деле или нет». Термин «Геракл - Великая Китайская стена» был придуман филиппинским подростком из Марикины в Википедии после прочтения отчета Discovery News через три недели после открытия структуры в 2013 году. Номенклатура была использована Жаклин Ховард в ее «Talk Nerdy to» Me », и Хаккила позже будет использовать это имя.
Термин вводит в заблуждение, поскольку кластеризация занимает область, намного большую, чем созвездия Геркулеса и Северная Корона . Фактически, он охватывает регион от Ботеса до зодиакального созвездия Близнецов . Кроме того, скопление имеет несколько округлую форму, которая, скорее, является сверхскоплением , в отличие от вытянутой формы стенки галактики. Другое название, Великая стена GRB, было предложено в более поздней работе.
Характеристики
В документе говорится, что «14 из 31 гамма-всплесков сконцентрированы в пределах 45 градусов от неба», что соответствует размеру около 10 миллиардов световых лет (3 гигапарсека ) в самом длинном измерении, что составляет примерно одну девятую часть (10,7%). диаметра наблюдаемой Вселенной. Однако кластеризация содержит от 19 до 22 гамма-всплесков и охватывает длину в три раза больше, чем остальные 14 гамма-всплесков. Действительно, кластеризация пересекает более 20 созвездий и покрывает 125 градусов неба, или почти 15 000 квадратных градусов общей площади, что составляет от 18 до 23 миллиардов световых лет (от 5,5 до 7 гигапарсеков) в длину. Оно находится на красном смещении от 1,6 до 2,1.
Методы открытия
Команда делит 283 GRB на девять групп по 31 GRB. По крайней мере, три различных метода были использованы для выявления значимости кластеризации.
Двумерный тест Колмогорова – Смирнова.
Тест Колмогорова – Смирнова ( тест K – S) - это непараметрический тест на равенство 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 от 1983 г. предлагается использовать все четыре возможных порядка между упорядоченными парами для вычисления разницы между двумя распределениями. Поскольку распределение неба любого объекта состоит из двух ортогональных угловых координат, команда использовала эту методологию.
| № 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 |
Вверху: результаты теста 2D K – S девяти подвыборок гамма-всплеска. В таблице показано сравнение, например, разница между группой 1 и группой 2 составляет 9 баллов. Значения больше 2σ (значимые значения, равные или больше 14) выделены курсивом и окрашены на желтый фон. Обратите внимание на шесть значимых значений в группе 4.
Результаты теста 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 вычисления приблизительных вероятностей для разных чисел команда провела 40 тысяч имитаций, 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 того, что числа будут 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 отклонениям 2σ, а числа больше 16 соответствуют отклонениям 3σ. Вероятность иметь числа больше 13 составляет p = 0,057 или 5,7%, что не является статистически значимым.
Тест ближайшего соседа
Используя статистику ближайшего соседа, тест, аналогичный тесту 2D K – S; 21 последовательная вероятность в группе 4 достигает предела 2σ, а 9 последовательных сравнений достигают предела 3σ. Можно вычислить биномиальные вероятности. Например, 14 из 31 гамма-всплесков в этой полосе красного смещения сосредоточены примерно в одной восьмой части неба. Биномиальная вероятность обнаружения этого отклонения равна p = 0,0000055.
Радиус точки начальной загрузки
Команда также использовала статистику для определения количества гамма-всплесков в пределах 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 область выбрана равной 0,1125 × 4π, 14 гамма-всплесков из 31 лежат внутри круга. Когда область выбрана равной 0,2125 × 4π, 19 гамма-всплесков из 31 лежат внутри круга. Когда область выбрана равной 0,225 × 4π, 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 является статистически значимым (p = 0,0018) отклонением (биномиальная вероятность того, что это случайность, составляет менее 10 −6 ). Команда построила статистику для этого теста, повторив процесс большое количество раз (десять тысяч). Из десяти тысяч запусков методом Монте-Карло они выбрали наибольшее количество всплесков, обнаруженных в пределах углового круга. Результаты показывают, что только 7 из 4000 случаев начальной загрузки имеют 20 GRB в предпочтительном угловом круге.
Сомневаться
Некоторые исследования ставят под сомнение существование ГХБ. Исследование, проведенное в 2016 году, показало, что наблюдаемое распределение гамма-всплесков соответствовало тому, что можно было получить из моделирования методом Монте-Карло, но было ниже порога значимости 95% (p <0,05), обычно используемого в анализе p- значений . Исследование, проведенное в 2020 году, обнаружило еще более высокие уровни вероятности при рассмотрении систематических ошибок в статистических тестах и утверждало, что, учитывая использование девяти диапазонов красного смещения, порог вероятности фактически должен быть ниже, чем p <0,05, а не около p <0,005.
Смотрите также
- CfA2 Великая стена
- Крупномасштабная структура Вселенной
- Список крупнейших космических структур
- Стена Южного полюса , большая «стена» галактик.
- Гигантская арка , еще одно крупное космическое сооружение.