Kuten sijainti Tähtien sotaa kohti, tämä galaksiklusteri on kaukana, kaukana ja se on peräisin kauan, kauan sitten. Se on mahtava 9,6 miljardin valovuoden päässä, ja röntgen- ja infrapunahavainnot osoittavat, että klusterissa on pääasiassa vanhoja, massiivisia galakseja. Tämä tarkoittaa galakseja, jotka muodostuivat, kun maailmankaikkeus oli vielä hyvin nuori, joten tämän klusterin löytäminen ja kyky nähdä se tarjoaa uutta tietoa paitsi galaksien varhaisesta evoluutiosta, myös koko maailmankaikkeuden historiasta.
Kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä Max Planckin Maa-alueen fysiikan instituutista, Tokion yliopistosta ja Kioton yliopistosta löysi tämän klusterin Subaru-kaukoputken avulla yhdessä XMM-Newton-avaruus observatorion kanssa etsiäkseen eri aallonpituuksia.
Subaru-kaukoputken moniobjektiivisella infrapunakameralla ja spektrometrillä (MOIRCS) ryhmä pystyi etsimään lähi-infrapuna-aallonpituuksia, joissa galaksit ovat kaikkein valoisimpia.
”MOIRCS-instrumentilla on erittäin tehokas kyky mitata etäisyyksiä galakseihin. Se teki haastavasta havainnostamme mahdollisen ”, sanoi Masayuki Tanaka Tokion yliopistosta. "Vaikka vahvistimme vain useita massiivisia galakseja tällä etäisyydellä, on vakuuttavaa näyttöä siitä, että rypäle on todellinen, painovoimaan sitoutunut klusteri."
Kuten ääriviivat, yllä olevat kuvan nuolet osoittavat galaksit, jotka sijaitsevat todennäköisesti samalla etäisyydellä ja ryhmittyneet kuvan keskelle. Muodot osoittavat rypäleen röntgensäteilyä. Ympäröivät galaksit, joiden etäisyysmitat ovat vahvistettu 9,6 miljardia valovuotta. Röntgenpaljastumisen ja massiivisten galaksien kokoamisen yhdistelmä todistaa yksiselitteisesti todellisen, painovoimaisesti sitoutuneen klusterin.
Se, että yksittäisiä galakseja todella pitää yhdessä painovoiman kanssa, vahvistetaan havainnoinneilla hyvin erilaisella aallonpituusjärjestelyllä: Rypäleissä olevien galaksien välinen aine kuumennetaan äärimmäisiin lämpötiloihin ja säteilee valoa paljon lyhyemmillä aallonpituuksilla kuin ihmisen silmälle näkyy. Siksi ryhmä käytti XMM-Newton-avaruus observatorioa etsimään tätä säteilyä röntgenkuvissa.
"Huolimatta vaikeuksista kerätä röntgenfotoneja pienellä tehokkaalla teleskooppikokolla, joka on samanlainen kuin takapihan teleskoopin koko, havaitsimme klusterissa selkeän kuuman kaasun merkinnän", kertoi Alexis Finoguenov Max Planckin Maa-alueen fysiikan instituutista.
Näiden erilaisten havaintojen yhdistelmä ihmisen silmälle näkymättömillä aallonpituuksilla johti uraauurtavaan galaksiklusterin löytämiseen 9,6 miljardin valovuoden etäisyydellä - noin 400 miljoonaa valovuotta kauempana menneisyydestä kuin aiemmin kaikkein tunnetuin klusteri.
Yksittäisistä galakseista kerättyjen tietojen analyysi osoittaa, että klusterissa on jo runsaasti kehittyneitä, massiivisia galakseja, jotka muodostuivat noin kaksi miljardia vuotta aikaisemmin. Koska galaksien ikääntymisen dynaamiset prosessit ovat hitaita, näiden galaksien läsnäolo vaatii klusterikokoonpanon yhdistämällä massiiviset galaksiryhmät, joista kukin ruokkii hallitsevaa galaksiaan. Klusteri on siksi ihanteellinen laboratorio galaksien evoluution tutkimiseksi, kun maailmankaikkeus oli vain noin kolmannes nykyisestä ikästään.
Koska etäiset galaksiklusterit ovat myös tärkeitä jäljittäjiä maailmankaikkeuden suuren mittakaavan rakenteelle ja alkutiheyden vaihteluille, vastaavat havainnot johtavat tulevaisuudessa tärkeään tietoon kosmologeille. Tähän mennessä saadut tulokset osoittavat, että nykyiset lähellä olevat infrapunalaitteet pystyvät tarjoamaan yksityiskohtaisen analyysin etäisistä galaksipopulaatioista ja että yhdistelmä röntgendatan kanssa on tehokas uusi työkalu. Siksi ryhmä jatkaa kauempana olevien klustereiden etsimistä.
Lähde: Max Planck Institute for Extraterrestriaalinen fysiikka
