Astronomowie wykorzystali teleskopy Subaru i Keck, aby odkryć gigantyczne włókna galaktyk rozciągające się w przestrzeni 200 milionów lat świetlnych. Włókna zawierają co najmniej 30 ogromnych stężeń gazu, z których każde zawiera 10-krotną masę Drogi Mlecznej.
Zespół astronomów korzystających z teleskopów Subaru i Keck na Mauna Kea odkrył gigantyczne, trójwymiarowe włókna galaktyk rozciągające się na przestrzeni 200 milionów lat świetlnych. Te włókna, które powstały zaledwie 2 miliardy lat po narodzinach wszechświata, są największymi znanymi strukturami, jakie kiedykolwiek odkryto. Są wypełnione ponad 30 dużymi stężeniami gazu, każde do dziesięciu razy masywniejsze niż nasza własna galaktyka. Te gigantyczne chmury gazowe są prawdopodobnie przodkami najbardziej masywnych galaktyk, które istnieją w Magazynie Kosmicznym.
To odkrycie jest bardzo ważne, ponieważ daje badaczom nowy wgląd w wielkoskalową strukturę kosmosu. Astronomowie oczekują, że wszechświat będzie wyglądał stosunkowo gładko 2 miliardy lat po jego narodzinach. Podsumowując znaczenie tego odkrycia, astronom Ryosuke Yamauchi z Tohoku University powiedział: „Coś tak dużego i tak gęstego byłoby rzadkie we wczesnym wszechświecie. Struktura, którą odkryliśmy i inne podobne są prawdopodobnie prekursorami największych struktur, jakie dzisiaj widzimy, które zawierają wiele gromad galaktyk. ”
Olbrzymie 3D Włókna Galaktyk
Grupa badawcza wykorzystała teleskop Subaru do szczegółowego badania obszaru nieba 12 miliardów lat świetlnych od Ziemi, o którym wiadomo, że ma duże stężenie galaktyk. Użyli kamery Subaru Suprime-cam wyposażonej w specjalne filtry zaprojektowane tak, aby były wrażliwe na światło z galaktyk w tej odległości. Wyniki wykazały, że to stężenie galaktyk jest tylko małą częścią znacznie większej struktury.
Nowo odkryta gigantyczna struktura rozciąga się na ponad 200 milionów lat świetlnych i ma koncentrację galaktyk nawet czterokrotnie gęstszą niż średnia wszechświata. Jedyne wcześniejsze znane struktury o tak wysokiej gęstości są znacznie mniejsze, mierzą w skali około 50 milionów lat świetlnych.
Korzystając z kamery i spektrografu słabego obiektu Subaru (FOCAS) do badania rozkładu 3D galaktyk w tym filtrze, zespół odkrył również co najmniej trzy zachodzące na siebie filamenty, które tworzą gigantyczną strukturę.
Duże stężenia gazu
Astronomowie wiedzieli, że ten region zawiera co najmniej dwa duże stężenia gazu. Jeden z nich rozciąga się na 400 000 lat świetlnych. Porównanie z Galaktyką Andromedy, uważaną za mniej więcej taką samą jak Galaktyka Drogi Mlecznej, pokazuje względną ogrom tej struktury gazowej.
Naukowcy odkryli, że te duże stężenia gazu znajdują się w pobliżu zachodzących na siebie obszarów włókien.
Obserwacjom Subaru udało się znaleźć znacznie słabsze obiekty niż wcześniej odkryte w tym regionie. Na przykład znaleźli 33 nowe duże stężenia gazu wzdłuż struktury włókienkowej rozciągające się na 100 000 lat świetlnych. Po raz pierwszy w odległym wszechświecie odkryto tak wiele dużych stężeń gazu, znanych astronomom jako kropelki alfa Lymana.
Astronomowie uważają, że takie plamy alfa Lymana, nazwane tak, ponieważ są widoczne w linii emisji wodoru Lyman alfa, są prawdopodobnie związane z narodzinami największych galaktyk. W modelu „ogrzewania grawitacyjnego” plamy to obszary, w których gaz zapada się pod wpływem własnej grawitacji, tworząc galaktykę. Model „fotoionizacji” przypisuje emisję z gazu do jonizacji przez światło ultrafioletowe z nowonarodzonych gwiazd lub masywnej czarnej dziury. Model „grzania wstrząsowego” lub „galaktycznej superwind” zakłada, że blask gazu jest spowodowany śmiercią wielu masywnych gwiazd urodzonych na początku historii wszechświata, żyjących krótko, a następnie ginących w wybuchach supernowych, które wybuchają otaczający gaz. Członkowie zespołu Yoshiaki Taniguchi i Yasuhiro Shioya (Uniwersytet Ehime) opowiadali się za modelem galaktycznego superwindu.
Obserwacje za pomocą spektrografu DEIMOS w teleskopie Keck II wykazały, że gaz w kroplach porusza się z prędkością większą niż 500 kilometrów na sekundę (300 mil na sekundę). Zakres stężeń gazu i prędkość zawartego w nich materiału sugerują, że regiony te muszą być do dziesięciu razy masywniejsze niż galaktyka Drogi Mlecznej.
Plamy wykazują dużą różnorodność kształtu i jasności. Na przykład niektóre pokazują podobne do bąbelków funkcje, które pasują do komputerowych symulacji wiatrów galaktycznych, takie jak Masao Mori (Uniwersytet Senshu) i Masayuki Umemura (Uniwersytet Tsukuba). Istnieją również rozproszone plamy i te składające się z kilku galaktyk.
„Otaczają nas galaktyki różnej wielkości”, powiedział Yuichi Matsuda z Uniwersytetu w Kioto. „Znalezione przez nas duże stężenia gazu mogą wiele powiedzieć o tym, jak duża z nich była.”
Wyniki te zostały opublikowane w serii artykułów naukowych w Astronomical Journal i Astrophysical Journal.
Oryginalne źródło: Subaru News Release
