Klaster galaxií vzdialený asi 10,2 miliárd svetelných rokov od Zeme bol objavený kombináciou údajov z röntgenového observatória Chandra NASA s optickými a infračervenými teleskopmi. Klaster, JKCS041, je najvzdialenejším doteraz pozorovaným klastrom galaxií a vidíme ho, akoby bol vesmír len asi štvrtina svojho súčasného veku. Vzdialenosť klastra bije predchádzajúceho držiteľa rekordu asi o miliardu svetelných rokov.
Klastre galaxií sú najväčšie gravitačne viazané objekty vo vesmíre. Nájdenie takej veľkej štruktúry v tejto veľmi ranej epoche môže odhaliť dôležité informácie o tom, ako sa vesmír vyvíjal v tejto rozhodujúcej fáze.
JKCS041 je na pokraji vedcov, keď si myslia, že v počiatočnom vesmíre môžu existovať zhluky galaxií založené na tom, ako dlho by sa mali zhromaždiť. Preto štúdium jeho charakteristík - ako je zloženie, hmotnosť a teplota - odhalí viac o tom, ako sa vesmír vytvoril.
„Tento objekt je blízko k hranici očakávanej pre klaster galaxií,“ povedal Stefano Andreon z Národného ústavu pre astrofyziku (INAF) v Miláne v Taliansku. "Nemyslíme si, že gravitácia môže fungovať dosť rýchlo na to, aby sa klastre galaxií vytvorili oveľa skôr."
JKCS041 bol pôvodne zistený v roku 2006 v prieskume Infračerveného teleskopu Spojeného kráľovstva (UKIRT). Vzdialenosť do zhluku sa potom určila na základe optických a infračervených pozorovaní z UKIRT, kanadsko-francúzsko-havajského ďalekohľadu na Havaji a vesmírneho teleskopu agentúry NASA Spitzer Space Telescope. Infračervené pozorovania sú dôležité, pretože optické svetlo z galaxií na veľké vzdialenosti sa kvôli expanzii vesmíru presúva na infračervené vlnové dĺžky.
Údaje z Chandry boli posledným - ale zásadným - dôkazom, pretože ukázali, že JKCS041 bol skutočne skutočný klaster galaxií. Rozšírená röntgenová emisia, ktorú pozorovala Chandra, ukazuje, že medzi galaxiami bol zistený horúci plyn, ako sa očakávalo pre skutočný klaster galaxií, a nie ten, ktorý bol zachytený pri formovaní.
Tiež bez rôntgenových pozorovaní zostala možnosť, že tento objekt mohol byť zmesou rôznych skupín galaxií pozdĺž priamky pohľadu, alebo vláknom, dlhým prúdom galaxií a plynu, pri pohľade spredu. Hmotnosť a teplota detegovaného horúceho plynu odhadnutá z pozorovaní v Chandre vylučuje obe tieto alternatívy.
Rozsah a tvar röntgenovej emisie spolu s nedostatkom centrálneho rádiového zdroja argumentujú proti možnosti, že röntgenová emisia je spôsobená rozptylom kozmického mikrovlnného pozadia v dôsledku častíc emitujúcich rádiové vlny.
Pri detekcii iba jedného veľmi vzdialeného klastra galaxií zatiaľ nie je možné testovať kozmologické modely, ale prebiehajú výskumy zamerané na nájdenie ďalších klastrov galaxií v extrémnych vzdialenostiach.
„Tento objav je vzrušujúci, pretože je to ako nájsť fosíliu Tyrannosaurus Rex, ktorá je omnoho staršia ako akákoľvek iná známa,“ uviedol spoluautor Ben Maughan z University of Bristol vo Veľkej Británii. „Jedna fosília by sa mohla hodiť iba k nášmu pochopeniu dinosaurov, ale ak by ste našli oveľa viac, museli by ste začať premýšľať o vývoji dinosaurov. To isté platí pre klastre galaxií a naše chápanie kozmológie. “
Predchádzajúci držiteľ rekordu pre klaster galaxií bol vzdialený 9,2 miliárd svetelných rokov, XMMXCS J2215.9-1738, objavený v XMM-Newton ESA v roku 2006. Tým sa prekonal predchádzajúci rekord vzdialenosti o približne 0,1 miliárd svetelných rokov, zatiaľ čo JKCS041 prekonal XMMXCS J2215. .9 asi desaťkrát.
"Čo je na tomto objave vzrušujúce, je astrofyzika, ktorú je možné urobiť pomocou podrobných následných štúdií," uviedol Andreon.
Medzi otázky, ktoré vedci dúfajú, že sa budú venovať ďalším štúdiom JKCS041, sú: Aké je vytváranie prvkov (napríklad železa) ako v takom mladom objekte? Existujú náznaky, že klaster sa stále vytvára? Vzťahuje sa teplota a jas röntgenového žiarenia takého vzdialeného zhluku na jeho hmotnosť rovnakým spôsobom ako v prípade zhlukov v okolí?
Zdroj: EurekAlert
