Gammal gåta löst: astronomer upptäcker att vårt kosmiska närområde är platt

De flesta galaxer i universum rör sig bort från oss eftersom universum expanderar. Ju längre bort en galax är, desto snabbare rör den sig bort – ett samband som upptäcktes av Edwin Hubble för nära ett sekel sedan.

Men Andromedagalaxen, vår närmaste granne 2,5 miljoner ljusår bort, bryter mot mönstret. Istället för att röra sig bort från oss, kommer den rakt emot oss med en hastighet på cirka 100 kilometer per sekund. Det beror på att gravitationen mellan Andromeda och Vintergatan är så stark att den har bromsat och vänt den ursprungliga expansionen dem emellan. Redan 1959 räknade forskare ut att för att detta ska vara möjligt måste den sammanlagda massan i de två galaxerna vara över 1000 miljarder gånger solens massa, långt mer än för alla deras stjärnor tillsammans. Det var den första ledtråden till att det finns något osynligt där ute, det vi idag kallar mörk materia.

Trots den stora massan i vår del av universum verkar den kosmiska expansionen ovanligt lite störd här, vilket är något som länge har förbryllat astronomer. Nu har ett internationellt forskarteam, med forskare från bland annat Stockholms universitet, funnit en förklaring genom att använda sig av nyutvecklad datorteknik och AI. Datorn fick uppgiften att hitta regioner i det tidiga universum som nästan var jämnt fördelade, liknande den kosmiska bakgrundsstrålningen, men med förutsättningar som liknar de för Vintergatan och Andromeda.

– Förhållanden med system med förutsättningar som liknar de för Vintergatan och Andromeda är extremt ovanligt, det händer bara i 0,14 procent av simulerade universum. Därför har det varit svårt att avgöra om något är fel på teorin eller om vi bara bor på ett ovanligt ställe, säger Jens Jasche som är universitetslektor vid Fysikum och Oskar Klein center vid Stockholms universitet.

För datorn var uppgiften inte så svår, den hittade hundratals exempel som uppfyllde villkoren.

– Massan i vårt område är inte jämnt fördelad åt alla håll, utan koncentrerad till ett platt, skivformat område som kallas "Local Sheet". Alla närliggande galaxer, inklusive Vintergatan och Andromeda, ligger inuti detta skikt, säger Jens Jasche.

Den här platta strukturen, som sträcker sig cirka 30 miljoner ljusår, skapar en gravitationseffekt som trycker utåt och som motverkar den dragningskraft som annars skulle dra ihop galaxerna, vilket förklarar varför de inte faller mot varandra så snabbt.

– Den här studien använde en ny metod som tar hänsyn till det vi faktiskt observerar i vår del av universum, till exempel med hjälp av data från rymdteleskopet Gaia. På så sätt kan man bättre förstå vår del av kosmos och skilja på vad som är lokala effekter och vad som är grundläggande fysik, säger Jens Jasche.

Forskningen visar att vi inte längre bara behöver använda statistik från hela universum, utan vi kan studera vårt eget område som ett exempel på hur fysikens lagar fungerar.

– Genom att förstå vår omgivning bättre kan vi göra nya förutsägelser. Vår galax blir som ett laboratorium för att testa gravitation och mörk materia, säger Jens Jasche.

Animering i filmformat

Läs hela studien

”The mass distribution in and around the Local” av Ewoud Wempe och Amina Helmi från the University of Groningen, Simon White från Max Planck Institute for Astrophysics, Garching, Guilhem Lavaux från the Institut d’Astrophysique de Paris och Jens Jasche från Stockholms universitet. Artiklen är publicerad i tidskriften Nature Astronomy.

DOI: 10.1038/s41550-025-02770-w