Kuvahyvitys: Hubble
Kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä on kerännyt todisteita siitä, että galaksit muodostuivat nopeasti Ison räjähdyksen jälkeen. Tämä tarkoittaa, että he ovat vain 1,5 miljardia vuotta vanhoja, jolloin universumi oli vain 10% nykyisestä ikästään. Uskotaan, että nämä klusterit muodostuivat niin nopeasti, koska nämä alueet olivat uskomattoman tiheitä materiaalin kanssa.
Ajassa taaksepäin lähes 9 miljardia vuotta, kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä löysi kypsät galaksit nuoresta maailmankaikkeudesta. Galaktikot ovat galaksiklusterin jäseniä, joka oli olemassa, kun maailmankaikkeus oli vain 5 miljardia vuotta vanha, eli noin 35 prosenttia sen nykyisestä ikästä. Tätä vakuuttavaa näyttöä siitä, että galaksien on täytynyt alkaa muodostua heti sen jälkeen, kun iso räjähdys vahvisti saman tähtitieteilijäryhmän tekemiä havaintoja, kun he katsoivat vielä kauemmas taaksepäin ajassa. Ryhmä löysi alkiongalakseja vain 1,5 miljardia vuotta kosmoksen syntymän jälkeen eli 10 prosenttia maailmankaikkeuden nykyajasta. ”Vauvagalaksit” sijaitsevat edelleen kehittyvässä klusterissa, joka on kaikkein kaikkein koskaan löydetty protoklusteri.
NASA: n Hubble-avaruus teleskoopilla olevaa Advanced Camera for Surveys (ACS) -laitetta käytettiin havainnoimaan massiivista klusteria, RDCS 1252.9-2927, ja prostoklusteria, TN J1338-1942. NASA: n Chandran röntgen observatorion havainnot tuottivat RDCS 1252: n, kyseisen kauden massiivisimman klusterin, massa- ja raskasosien pitoisuuden. Nämä havainnot ovat osa ACS: n tiederyhmän koordinoitua ponnistelua galaksien klustereiden muodostumisen ja kehityksen seuraamiseksi laajassa kosmissa ajassa. ACS on rakennettu erityisesti sellaisten etäisten kohteiden tutkimiseen.
Nämä havainnot tukevat edelleen havaintoja ja teorioita siitä, että galaksit muodostuivat suhteellisen varhaisessa vaiheessa kosmoksen historiassa. Tällaisten massiivisten klustereiden olemassaolo varhaisessa maailmankaikkeudessa sopii yhteen kosmologisen mallin kanssa, jossa klusterit muodostuvat monien alaklustereiden sulautumisen kautta universumissa, jota hallitsee kylmä pimeä aine. Kylmän pimeän aineen tarkkaa luonnetta ei kuitenkaan vielä tunneta.
Ensimmäisessä Hubble-tutkimuksessa arvioitiin, että RDCS 1252: n galaksit muodostivat suurimman osan tähdestään yli 11 miljardia vuotta sitten (punasiirtymisessä yli 3). Tulokset julkaistiin Astrophysical Journal -lehden 20. lokakuuta 2003 antamassa lehdessä. Lehden pääkirjailija on John Blakeslee Johns Hopkins Universitystä, Baltimore, Md.
Toisessa Hubble-tutkimuksessa paljastettiin ensimmäistä kertaa yli 12 miljardia vuotta sitten olemassa olleiden "pikkulasten galaksien" proto-klusteri (punasiirtymässä 4.1). Nämä galaksit ovat niin nuoria, että tähtitieteilijät voivat silti nähdä niiden sisällä muodostuvan tähtien paisumisen. Galaksit on ryhmitelty yhden suuren galaksin ympärille. Tulokset julkaistaan 1. tammikuuta 2004 ilmestyvässä Nature-lehdessä. Lehden pääkirjailija on George Miley Leidenin observatoriosta Alankomaissa.
"Viime aikoihin asti ihmiset eivät uskoneet, että klusterit olivat olemassa, kun maailmankaikkeus oli vain noin 5 miljardia vuotta vanha", Blakeslee selitti.
"Vaikka tällaisia klustereita olisi", Miley lisäsi, "viime aikoihin asti tähtitieteilijöiden mielestä oli melkein mahdotonta löytää klustereita, jotka olivat olemassa 8 miljardia vuotta sitten. Itse asiassa kukaan ei oikein tiennyt, kun ryhmittely alkoi. Nyt voimme todistaa sen. ”
Molemmat tutkimukset johtivat tähtitieteilijöiden johtopäätökseen, että nämä järjestelmät ovat nykyään havaittujen galaksiklustereiden esivanhempia. ”Ryhmä RDCS 1252 näyttää nykypäivän klusterilta”, kertoi Marc Postman Baltimoressa sijaitsevasta avaruusteleskooppitekniikan instituutista, Md., Ja molempien tutkimusartikkeleiden kirjoittaja. "Itse asiassa, jos laitat sen nykypäivän klusterin viereen, et tiedä mikä on mikä."
Tarina kahdesta klusterista
Kuinka galaksit voivat kasvaa niin nopeasti ison iskun jälkeen? "Kyse on rikkaiden rikkautumisesta", Blakeslee sanoi. "Nämä klusterit kasvoivat nopeasti, koska ne sijaitsevat erittäin tiheillä alueilla, joten on tarpeeksi materiaalia jäsengalaktien rakentamiseksi erittäin nopeasti."
Tätä ajatusta vahvistavat massiivisen klusterin RDCS 1252 röntgenhavainnot. Chandra ja Euroopan avaruusjärjestön XMM-Newton toimittivat tähtitieteilijöille tähän mennessä tarkimmat mittaukset valtavan kuumakaasupilven ominaisuuksista. Tämä 160 miljoonan asteen Fahrenheit (70 miljoonan asteen celsius) kaasu on säiliö suurimmalle osalle klusterin raskasista elementeistä ja tarkka jäljittäjä sen kokonaismassasta. Euroopan eteläisen observatorion (ESO) ja kollegoiden Piero Rosati'n ja RDCS 1252: n röntgenhavaintojen esitys julkaistaan tammikuussa 2004 tähtitieteellisessä lehdessä.
"Chandran terävä visio ratkaisi kuuman kaasuhalon muodon ja osoitti, että RDCS 1252 on ikäänsä erittäin kypsä", kertoi Rosati, joka löysi klusterin ROSAT-röntgen kaukoputkella.
RDCS 1252 voi sisältää useita tuhansia galakseja. Suurin osa näistä galakseista on kuitenkin liian heikko havaitakseen. Mutta ACS: n voimakkaat “silmät” osoittivat heille useita satoja. ESO: n erittäin suurella teleskoopilla (VLT) tehdyt havainnot mittasivat tarkan etäisyyden klusteriin. ACS antoi tutkijoille mahdollisuuden määrittää tarkasti 100 galaksin muoto ja väri tarjoten tietoa niissä asuvien tähtiiden ikästä. ACS-ryhmä arvioi, että suurin osa klusterin tähtiä muodostui jo, kun maailmankaikkeus oli noin 2 miljardia vuotta vanha. Röntgenhavainnot osoittivat lisäksi, että 5 miljardia vuotta suuren iskun jälkeen ympäröivä kuuma kaasu oli rikastettu näiden tähten raskaiden elementtien kanssa ja oli pyyhkäissyt pois galakseista.
Jos suurin osa RDCS 1252: n galakseista on saavuttanut kypsyyden ja asettumassa hiljaiseen aikuisuuteen, muodostuneet galaksit kaukaisessa proseklusterissa ovat heidän energisessa, säädyttömässä nuoruudessa.
Protoklusteri TN J1338 sisältää massiivisen alkiongalaksin, jota ympäröivät pienemmät kehittyvät galaksit, jotka näyttävät pisteiltä Hubble-kuvassa.
Hallitseva galaksi tuottaa näyttäviä radioaktiivisia suihkukoneita, joita polttaa supermassiivinen musta aukko syvällä galaksin ytimessä. Näiden suihkujen ja kaasun välinen vuorovaikutus voi stimuloida tähtien syntymää.
Radioteleskooppien havaitseminen energisen radiogalaksin avulla sai tähtitieteilijät etsimään pienempiä galakseja, jotka muodostavat suurimman osan klusterista.
"Massiiviset klusterit ovat maailmankaikkeuden kaupunkeja, ja niiden sisällä olevat radiogalaksit ovat savupaikkoja, joita voimme käyttää niiden löytämiseen, kun ne ovat vasta alkamassa muodostua", Miley sanoi.
Nämä kaksi havaintoa korostavat monien erilaisten kaukoputkien havaintojen yhdistämismahdollisuuksia, jotka tarjosivat näkymät kaukaisesta universumista aallonpituusalueella. Hubblen edistyksellinen kamera antoi kriittistä tietoa molempien etäisten galaksiklusterien rakenteesta. Chandran ja XMM-Newtonin röntgenvisio tarjosi ensisijaisen kaasun, johon RDCS 1252: n galaksit ovat upotettu, olennaiset mittaukset ja tarkat arviot kyseisen klusterin kokonaismassasta. Suuret maanpäälliset kaukoputket, kuten VLT, tarjosivat tarkat mittaukset kummankin rypäleen etäisyydestä ja niissä olevien galaksien kemiallisesta koostumuksesta.
ACS-ryhmä suorittaa lisähavaintoja etäisistä klustereista vahvistaaksemme ymmärrystämme siitä, kuinka nämä nuoret klusterit ja heidän galaksiansa kehittyvät nykyään nähdyksi katsottujen asioiden muotoon. Heidän suunniteltuihin havaintoihinsa kuuluu läheisen infrapunahavainnon käyttäminen tähtien muodostumisnopeuden analysoimiseksi joissain kohdeklustereissa, mukaan lukien RDCS 1252, tähtien muodostumisen kosmisen historian mittaamiseksi näissä massiivisissa rakenteissa. Ryhmä etsii myös useiden erittäin etäisten radiogalaksejen ympärillä olevista alueista uusia esimerkkejä protoklustereista. Ryhmän perimmäinen tieteellinen tavoite on luoda kokonaiskuva klusterien evoluutiosta alkamalla varhaisimmissa aikakausissa ja yksityiskohtaisesti evoluutiosta tähän päivään saakka.
Alkuperäinen lähde: Hubble-lehdistötiedote
