Gromada galaktyk, podobnie jak lokalizacja z Gwiezdnych wojen, jest bardzo daleko i ma swoje korzenie dawno, dawno temu. Znajduje się w odległości 9,6 miliarda lat świetlnych stąd, a obserwacje rentgenowskie i podczerwone pokazują, że gromada ta obejmuje głównie stare, masywne galaktyki. Oznacza to, że galaktyki powstały, gdy wszechświat był jeszcze bardzo młody, więc znalezienie tej gromady i możliwość zobaczenia dostarcza nowych informacji nie tylko o wczesnej ewolucji galaktyk, ale także o historii wszechświata jako całości.
Międzynarodowy zespół astronomów z Instytutu Fizyki Pozaziemskiej Maxa, Uniwersytetu Tokijskiego i Uniwersytetu w Kioto odkrył tę gromadę za pomocą teleskopu Subaru wraz z obserwatorium kosmicznym XMM-Newton, aby patrzeć na różne długości fal.
Korzystając z kamery i spektrometru na podczerwień z wieloma obiektami (MOIRCS) w teleskopie Subaru, zespół był w stanie spojrzeć na długości fal w bliskiej podczerwieni, gdzie galaktyki są najbardziej świecące.
„Instrument MOIRCS ma niezwykle potężne możliwości pomiaru odległości do galaktyk. To właśnie umożliwiło naszą trudną obserwację ”- powiedział Masayuki Tanaka z Uniwersytetu Tokijskiego. „Chociaż potwierdziliśmy tylko kilka masywnych galaktyk w tej odległości, istnieją przekonujące dowody na to, że gromada jest gromadą związaną grawitacyjnie”.
Podobnie jak mapa konturowa, strzałki na powyższym obrazku wskazują galaktyki, które prawdopodobnie znajdują się w tej samej odległości, skupione wokół środka obrazu. Kontury wskazują emisję rentgenowską gromady. Okrążone są galaktyki o potwierdzonych pomiarach odległości 9,6 miliarda lat świetlnych. Połączenie detekcji rentgenowskiej i zbioru masywnych galaktyk jednoznacznie dowodzi prawdziwej gromady związanej grawitacyjnie.
Fakt, że poszczególne galaktyki są rzeczywiście utrzymywane razem przez grawitację, potwierdzają obserwacje w bardzo odmiennym reżimie długości fali: materia między galaktykami w gromadach jest podgrzewana do ekstremalnych temperatur i emituje światło o znacznie krótszych długościach fal niż jest to widoczne dla ludzkiego oka. Zespół wykorzystał zatem obserwatorium kosmiczne XMM-Newton do poszukiwania tego promieniowania w promieniach rentgenowskich.
„Pomimo trudności w zbieraniu fotonów rentgenowskich za pomocą małego efektywnego rozmiaru teleskopu podobnego do rozmiaru teleskopu przydomowego, wykryliśmy wyraźną sygnaturę gorącego gazu w gromadzie”, powiedziała Alexis Finoguenov z Instytutu Fizyki Pozaziemskiej Maxa Plancka.
Połączenie tych różnych obserwacji w niewidzialnych długościach fali dla ludzkiego oka doprowadziło do pionierskiego odkrycia gromady galaktyk w odległości 9,6 miliarda lat świetlnych - około 400 milionów lat świetlnych dalej niż w przeszłości najbardziej znanej gromady.
Analiza danych zebranych o poszczególnych galaktykach pokazuje, że gromada zawiera już wiele rozwiniętych, masywnych galaktyk, które powstały około dwa miliardy lat wcześniej. Ponieważ dynamiczne procesy starzenia się galaktyk są powolne, obecność tych galaktyk wymaga złożenia gromady poprzez połączenie masywnych grup galaktyk, z których każda odżywia swoją dominującą galaktykę. Gromada jest zatem idealnym laboratorium do badania ewolucji galaktyk, gdy wszechświat miał zaledwie około jednej trzeciej swojego obecnego wieku.
Ponieważ odległe gromady galaktyk są również ważnymi wskaźnikami struktury na dużą skalę i pierwotnych fluktuacji gęstości we wszechświecie, podobne obserwacje w przyszłości będą prowadzić do ważnych informacji dla kosmologów. Dotychczasowe wyniki pokazują, że obecne urządzenia w bliskiej podczerwieni są w stanie zapewnić szczegółową analizę odległych populacji galaktyk oraz że połączenie z danymi rentgenowskimi jest potężnym nowym narzędziem. Zespół kontynuuje zatem poszukiwania bardziej odległych klastrów.
Źródło: Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
