Gromada galaktyk położona około 10,2 miliarda lat świetlnych od Ziemi została odkryta poprzez połączenie danych z Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra NASA z teleskopami optycznymi i podczerwonymi. Gromada, JKCS041, jest najdalszą gromadą galaktyk, jaką dotychczas zaobserwowano, i widzimy ją tak, jak gdyby Wszechświat miał zaledwie jedną czwartą swojego obecnego wieku. Odległość gromady pokonuje poprzedniego rekordzistę o około miliard lat świetlnych.
Gromady galaktyk są największymi obiektami związanymi grawitacyjnie we Wszechświecie. Znalezienie tak dużej struktury w tym bardzo wczesnym okresie może ujawnić ważne informacje na temat ewolucji Wszechświata na tym decydującym etapie.
JKCS041 znajduje się na skraju, kiedy naukowcy sądzą, że gromady galaktyk mogą istnieć we wczesnym Wszechświecie, w zależności od tego, ile czasu zajmie ich zebranie. Dlatego badanie jego cech - takich jak skład, masa i temperatura - ujawni więcej na temat kształtu Wszechświata.
„Ten obiekt znajduje się w pobliżu granicy odległości oczekiwanej dla gromady galaktyk”, powiedział Stefano Andreon z National Institute for Astrophysics (INAF) w Mediolanie we Włoszech. „Nie sądzimy, że grawitacja może działać wystarczająco szybko, aby znacznie wcześniej tworzyć gromady galaktyk”.
JKCS041 został pierwotnie wykryty w 2006 r. W ankiecie przeprowadzonej przez brytyjski teleskop na podczerwień (UKIRT). Odległość do gromady została następnie określona na podstawie obserwacji optycznych i podczerwonych z UKIRT, kanadyjsko-francusko-hawajskiego teleskopu na Hawajach oraz kosmicznego teleskopu Spitzer NASA. Obserwacje w podczerwieni są ważne, ponieważ światło optyczne z galaktyk na duże odległości jest przesuwane na długości fal podczerwonych z powodu ekspansji wszechświata.
Dane Chandra były ostatnim - ale kluczowym - dowodem, ponieważ pokazały, że JKCS041 była rzeczywiście gromadą galaktyk. Rozszerzona emisja promieniowania rentgenowskiego widziana przez Chandrę pokazuje, że między galaktykami wykryto gorący gaz, zgodnie z oczekiwaniami dla prawdziwej gromady galaktyk, a nie tej, która została złapana podczas formowania.
Ponadto, bez obserwacji rentgenowskich, pozostawała możliwość, że obiekt ten mógłby być mieszanką różnych grup galaktyk wzdłuż linii wzroku lub żarnikiem, długim strumieniem galaktyk i gazu, oglądanym z przodu. Masa i temperatura wykrytego gorącego gazu oszacowane na podstawie obserwacji Chandry wykluczają obie te alternatywy.
Zakres i kształt emisji promieniowania rentgenowskiego oraz brak centralnego źródła radiowego przemawiają przeciwko możliwości, że emisja promieniowania rentgenowskiego jest spowodowana rozproszeniem kosmicznego mikrofalowego światła tła przez cząsteczki emitujące fale radiowe.
Po wykryciu tylko jednej bardzo odległej gromady galaktycznej nie jest jeszcze możliwe przetestowanie modeli kosmologicznych, ale trwają poszukiwania innych gromad galaktyk w ekstremalnych odległościach.
„To odkrycie jest ekscytujące, ponieważ przypomina odnalezienie skamieliny Tyrannosaurus Rex, która jest znacznie starsza niż jakakolwiek inna znana” - powiedział współautor Ben Maughan z University of Bristol w Wielkiej Brytanii. „Jedna skamielina może po prostu pasować do naszego rozumienia dinozaurów, ale jeśli odkryjesz ich o wiele więcej, musisz zacząć zastanawiać się nad ewolucją dinozaurów. To samo dotyczy gromad galaktyk i naszego rozumienia kosmologii. ”
Poprzedni rekordzista gromady galaktyk znajdował się w odległości 9,2 miliarda lat świetlnych, XMMXCS J2215.9-1738, odkryty przez XMM-Newton w ESA w 2006 roku. To pobiło poprzedni rekord odległości zaledwie o 0,1 miliarda lat świetlnych, podczas gdy JKCS041 przewyższa XMMXCS J2215 .9 około dziesięciokrotnie.
„To, co ekscytujące w tym odkryciu, to astrofizyka, którą można wykonać dzięki szczegółowym badaniom uzupełniającym” - powiedział Andreon.
Wśród pytań, na które naukowcy mają nadzieję odpowiedzieć podczas dalszych badań JKCS041, należą: Jakie jest gromadzenie się elementów (takich jak żelazo) w tak młodym obiekcie? Czy są oznaki, że klaster wciąż się tworzy? Czy temperatura i jasność promieniowania X tak odległej gromady odnoszą się do jej masy w taki sam prosty sposób, jak w przypadku pobliskich gromad?
Źródło: EurekAlert
