Źródło zdjęcia: NASA
Obserwacje wczesnego Wszechświata w szerokim polu ujawniły dziwny ciąg galaktyk o długości 300 milionów lat świetlnych, które opierają się obecnym teoriom na temat ewolucji Wszechświata krótko po Wielkim Wybuchu. Astronomowie, którzy odkryli ciąg galaktyk, które znajdują się w odległości ponad 10 miliardów lat świetlnych, porównali go z symulacjami superkomputera z wczesnego Wszechświata, który nie był w stanie odtworzyć tak dużych łańcuchów tak wcześnie. Kolejnym krokiem tych badań będzie mapowanie obszaru nieba dziesięć razy większego, aby uzyskać lepszy obraz struktury Wszechświata na dużą skalę.
Obserwacje dalekiego, a zatem wczesnego Wszechświata za pomocą teleskopu szerokokątnego, sięgające wstecz do czasów, gdy była to piąta jego obecnego wieku (przesunięcie ku czerwieni = 2,38), ujawniły ogromny ciąg galaktyk o długości około 300 milionów lat świetlnych. Ta nowa struktura przeciwstawia się obecnym modelom ewolucji Wszechświata, co nie może wyjaśnić, w jaki sposób tak duży łańcuch mógł uformować się tak wcześnie.
Sznurek ma rozmiar porównywalny do „Wielkiego Muru” galaktyk znalezionych w pobliskim Wszechświecie przez dr Johna Huchrę i dr Margaret Geller w 1989 r. Po raz pierwszy astronomowie byli w stanie zmapować obszar we wczesnym Wszechświecie duży wystarczająco, aby odsłonić taką strukturę galaktyki.
Sznurek został odkryty przez dr Povilas Palunas (University of Texas, w Austin, Teksas), dr Paul Francis (Australian National University, Canberra, Australia), dr Harry Teplitz (California Institute of Technology w Pasadenie), dr Gerard Williger (Johns Hopkins University, Baltimore, MD) i dr Bruce E. Woodgate (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD). Wstępnych obserwacji dokonano przy pomocy 4-metrowego (159-calowego) teleskopu Blanco w Obserwatorium Cerro Tololo Inter-American Observatory w Chile i potwierdzono przy użyciu 3,9-metrowego (154-calowego) anglo-australijskiego teleskopu na Siding Spring Obserwatorium we wschodniej Australii. Zespół przedstawia dziś swoje odkrycie na spotkaniu American Astronomical Society w Atlancie w stanie Georgia, a artykuł opisujący tę pracę pojawi się w Astrophysical Journal w lutym.
Sznurek znajduje się 10 800 milionów lat świetlnych stąd w kierunku południowej konstelacji Grusa (Żurawia). Odległość, jaką światło pokonuje w ciągu roku, prawie sześć bilionów mil, czyli 9,5 bilionów km., To jeden rok świetlny, więc widzimy strunę, która pojawiła się 10,8 miliarda lat temu. Ma on co najmniej 300 milionów lat świetlnych i około 50 milionów lat świetlnych. (Zapoznaj się z filmem 1 oraz zdjęciami 3 i 4, aby uzyskać koncepcję artysty dla sznurka.) Astronomowie wykryli 37 galaktyk i jeden kwazar w sznurku, ale „prawie na pewno jest znacznie więcej” - powiedział Palunas. „Sznurek prawdopodobnie zawiera wiele tysięcy galaktyk”. (Zobacz zdjęcie 1 dla koncepcji galaktyk artysty, a zdjęcie 5 dla ich lokalizacji na niebie).
„Widzimy ten sznur w takim stanie, w jakim wszechświat był zaledwie piątą jego obecnej epoki” - powiedział Woodgate. „Oznacza to, że w wyniku Wielkiego Wybuchu cofamy się o cztery piąte drogi do początku Wszechświata.”
Zespół porównał swoje obserwacje z symulacjami superkomputera wczesnego Wszechświata, który nie był w stanie odtworzyć tak dużych łańcuchów. „Symulacje mówią nam, że nie można wziąć sprawy we wczesny Wszechświat i ułożyć w szeregi tak duże”, powiedział Francis. „Od Wielkiego Wybuchu po prostu nie było wystarczająco dużo czasu, aby ułożyć struktury tak kolosalne”.
„Obecnie najlepiej zgadujemy, że jest to efekt wierzchołka góry lodowej” - powiedział. „Widzimy tylko kilka najjaśniejszych galaktyk. To prawdopodobnie znacznie mniej niż 1% tego, co naprawdę tam jest, z czego większość to tajemnicza niewidzialna ciemna materia. Możliwe, że ciemna materia nie jest ułożona w taki sam sposób, jak galaktyki, które widzimy. ” Ostatnio zgromadzono dowody na obecność ciemnej materii we Wszechświecie, niewidzialnej formie materii wykrywalnej jedynie przez przyciąganie grawitacyjne działające na zwykłą materię (i światło). Istnieje wiele możliwości, czym może być ciemna materia, ale jej prawdziwa natura nie jest obecnie znana.
W ostatnich latach, wyjaśnił Francis, odkryto, że we wszechświecie lokalnym ciemna materia rozkłada się na dużą skalę w bardzo podobny sposób jak galaktyki, zamiast być bardziej zlepioną lub mniejszą. Ale cofnij się o 10 miliardów lat i może to być zupełnie inna historia. Galaktyki prawdopodobnie powstają w centrum chmur ciemnej materii. Ale we wczesnym Wszechświecie większość galaktyk jeszcze się nie utworzyła, a większość chmur ciemnej materii nie będzie jeszcze zawierać galaktyki.
„Aby wyjaśnić nasze wyniki”, powiedział Francis, „chmury ciemnej materii leżące w sznurkach musiały uformować galaktyki, podczas gdy chmury ciemnej materii gdzie indziej tego nie zrobiły. Nie mamy pojęcia, dlaczego tak się stało - nie przewidują tego modele ”.
Astronomowie twierdzą, że aby śledzić to badanie, kolejnym krokiem jest mapowanie obszaru nieba dziesięciokrotnie większego, aby uzyskać lepszy obraz struktury na dużą skalę. Obecnie prowadzonych jest kilka takich badań. Badania zostały sfinansowane przez NASA i Australian National University.
Oryginalne źródło: NASA News Release
