Pozerať sa hlboko do pozorovateľného vesmíru - a teda späť do najskorších období - je nesmierne fascinujúca vec. Astronómovia tak môžu vidieť najstaršie galaxie vo vesmíre a dozvedieť sa viac o tom, ako sa vyvíjali v priebehu času. Z toho sú nielen schopní vidieť, ako sa formovali rozsiahle štruktúry (ako sú galaxie a zhluky galaxií), ale aj úlohu, ktorú hrá temná hmota.
Najnovší medzinárodný tím vedcov použil Atacama Large Millimeter-submillimeter Array (ALMA) na pozorovanie vesmíru, keď mal iba 1,4 miliardy rokov. Pozorovali to „protocluster“, sériu 14 galaxií vzdialených 12,4 miliárd svetelných rokov, ktoré sa mali zlúčiť. To by malo za následok vytvorenie masívneho galaktického zhluku, jedného z najväčších objektov v známom vesmíre.
Štúdia, ktorá opísala ich zistenia s názvom „Masívne jadro pre zoskupenie galaxií pri redshift 4,3“, sa nedávno objavila v časopise. Nature. Túto štúdiu viedol Tim Miller - astronóm z Dalhousie University, Halifax a Yale University - a zahrnovali členov z NASA Jet Propulsion Laboratory, Európske južné observatórium (ESO), Kanadskej národnej výskumnej rady, Harvardsko-Smithsonovského centra pre astrofyziku, Národné observatórium rádia a viac univerzít a výskumných inštitúcií.
Ako naznačujú vo svojej štúdii, tento protocluster (označený SPT2349-56) bol prvýkrát pozorovaný na južnom póle teleskopu National Science Foundation. Použitím experimentu Atacama Pathfinder (APEX) tím uskutočnil následné pozorovania, ktoré potvrdili, že išlo o extrémne vzdialený galaktický zdroj, ktorý sa potom pozoroval pri ALMA. Použitím vynikajúceho rozlíšenia a citlivosti ALMA dokázali rozlíšiť jednotlivé galaxie.
Zistili, že tieto galaxie formovali hviezdy rýchlosťou 1 000-krát rýchlejšie ako naša galaxia a boli napchané vnútri oblasti vesmíru, ktorá bola asi trikrát väčšia ako Mliečna dráha. Použitím údajov ALMA bol tím tiež schopný vytvoriť sofistikované počítačové simulácie, ktoré demonštrovali, ako bude táto súčasná zbierka galaxií pravdepodobne rásť a vyvíjať sa v priebehu miliárd rokov.
Tieto simulácie naznačili, že keď sa tieto galaxie zlúčia, výsledný klaster galaxií bude súperiť s niektorými z najmasívnejších zhlukov, ktoré vidíme v časopise Space Magazine. Ako Scott Chapman a astrofyzik na Dalhousie University a spoluautor štúdie, vysvetlili:
„Zachytenie mohutnej galaktickej hviezdokopy v formáciách je samo o sebe veľkolepé. Avšak skutočnosť, že sa to deje tak skoro v histórii vesmíru, predstavuje pre naše súčasné chápanie štruktúry štruktúr vo vesmíre obrovskú výzvu. ““
Súčasný vedecký konsenzus medzi astrofyzikmi hovorí, že niekoľko miliónov rokov po Veľkom tresku sa normálna hmota a temná hmota začali tvoriť väčšie koncentrácie, čo nakoniec viedlo k vzniku klastrov galaxií. Tieto objekty sú najväčšími štruktúrami vo vesmíre, ktoré obsahujú bilióny hviezd, tisíce galaxií, obrovské množstvo temnej hmoty a obrovské čierne diery.
Súčasné teórie a počítačové modely však naznačujú, že vývoj protokolov - ako ten, ktorý pozoroval ALMA - sa mal vyvíjať oveľa dlhšie. Nájdenie toho, ktorý sa datuje len 1,4 miliardy rokov po Veľkom tresku, bolo preto celkom prekvapením. Tim Miller, ktorý je v súčasnosti doktorandom na univerzite v Yale, uviedol:
„Ako sa táto zostava galaxií tak rýchlo zvrtla, je trochu záhadou, nebola vybudovaná postupne po miliardy rokov, ako by mohli očakávať astronómovia. Tento objav poskytuje neuveriteľnú príležitosť študovať, ako sa zhluky galaxií a ich obrovské galaxie v týchto extrémnych prostrediach spojili. “
Pokiaľ ide o budúcnosť, Chapman a jeho kolegovia dúfajú, že vykonajú ďalšie štúdie SPT2349-56, aby zistili, ako sa z týchto prvokov nakoniec stala skupina galaxií. "ALMA nám prvýkrát poskytol jasný východiskový bod na predpovedanie vývoja klastra galaxií," uviedol. "Postupom času sa 14 galaxií, ktoré sme pozorovali, prestane tvoriť hviezdy a zrazí sa a zhlukujú sa do jedinej gigantickej galaxie."
Štúdium tohto a ďalších protokterov bude možné vďaka nástrojom ako ALMA, ale aj observatóriám budúcej generácie, ako je napríklad štvorcový kilometer Array (SKA). Astronómovia sú vybavené citlivejšími poliami a vyspelejšími počítačovými modelmi. Možno dokážu vytvoriť skutočne presnú časovú os toho, ako sa náš vesmír stal tým, čím je dnes.
