Pohled hluboko do pozorovatelného vesmíru - a tedy zpět do nejranějších časových období - je nesmírně fascinující věc. Astronomové tak mohou vidět nejstarší galaxie ve vesmíru a dozvědět se více o tom, jak se postupem času vyvíjeli. Z toho nejsou jen schopni vidět, jak se formovaly rozsáhlé struktury (jako galaxie a shluky galaxií), ale také roli, kterou hraje temná hmota.
Nedávno mezinárodní tým vědců použil Atacama Large Millimeter-submillimeter Array (ALMA) k pozorování Vesmíru, když mu bylo pouhých 1,4 miliardy let. Pozorovali to „protocluster“, sérii 14 galaxií vzdálených 12,4 miliard světelných let, které se chystaly sloučit. To by mělo za následek vytvoření masivního galaktického seskupení, jednoho z největších objektů ve známém vesmíru.
Studie, která popsala jejich zjištění s názvem „Masivní jádro pro skupinu galaxií při červeném posunu 4,3“, se nedávno objevila v časopise Příroda. Studii vedl Tim Miller - astronom z Dalhousie University, Halifax a Yale University - a zahrnovali členy z NASA Jet Propulsion Laboratory, Evropské jižní observatoř (ESO), Kanadské národní výzkumné rady, Harvardsko-Smithsonovského centra pro astrofyziku, Národní radioastronomická observatoř a mnoho univerzit a výzkumných institucí.
Jak ukazují ve své studii, tento protocluster (označený SPT2349-56) byl poprvé pozorován dalekohledem National Science Foundation na jižním pólu. S využitím experimentu Atacama Pathfinder Experiment (APEX) provedl tým následná pozorování, která potvrdila, že se jedná o extrémně vzdálený galaktický zdroj, který byl poté pozorován u ALMA. Pomocí vynikajícího rozlišení a citlivosti ALMA dokázali rozlišit jednotlivé galaxie.
Zjistili, že tyto galaxie vytvářely hvězdy rychlostí 1 000krát rychlejší než naše galaxie a byly napěchovány uvnitř oblasti vesmíru, která byla asi trojnásobkem velikosti Mléčné dráhy. S využitím dat ALMA byl tým také schopen vytvořit sofistikované počítačové simulace, které prokázaly, jak se tato současná sbírka galaxií bude pravděpodobně rozvíjet a vyvíjet po miliardě let.
Tyto simulace naznačily, že jakmile se tyto galaxie sloučí, výsledný galaxický klastr bude soupeřit s některými z nejmasivnějších shluků, které vidíme v časopisu Space Magazine. Jak Scott Chapman a astrofyzik na Dalhousie University a spoluautor studie, vysvětlili:
"Zachytit masivní galaktickou hvězdokupu ve formacích je samo o sobě velkolepé." Skutečnost, že se to děje tak brzy v dějinách vesmíru, však představuje pro dnešní chápání struktury struktur ve vesmíru obrovskou výzvu. “
Současný vědecký konsenzus mezi astrofyziky tvrdí, že několik milionů let po Velkém třesku se normální hmota a temná hmota začaly tvořit větší koncentrace, což nakonec vedlo ke vzniku shluků galaxií. Tyto objekty jsou největšími strukturami ve vesmíru, které obsahují biliony hvězd, tisíce galaxií, obrovské množství temné hmoty a obrovské černé díry.
Současné teorie a počítačové modely však navrhly, aby se protoclusters - jako ten, který pozoroval ALMA - měli vyvíjet mnohem déle. Nalezení toho, které se datuje pouhých 1,4 miliardy let po Velkém třesku, bylo proto docela překvapením. Jak Tim Miller, který je v současné době doktorandem na Yale University, uvedl:
"Jak se tato sestava galaxií tak rozrostla tak rychle, je trochu záhadou, nebyla vybudována postupně po miliardy let, jak by astronomové mohli očekávat." Tento objev poskytuje neuvěřitelnou příležitost studovat, jak se shluky galaxií a jejich obrovské galaxie spojily v těchto extrémních prostředích. “
Při pohledu do budoucnosti Chapman a jeho kolegové doufají, že provedou další studie SPT2349-56, aby zjistili, jak se tento protoclusters nakonec stal galaxií. "ALMA nám poprvé poskytla jasný výchozí bod pro předpovídání vývoje galaxií," řekl. "Postupem času se 14 galaxií, které jsme pozorovali, přestane tvořit hvězdy a srazí se a spojí se do jediné gigantické galaxie."
Studium tohoto a dalších protoclusterů bude možné díky nástrojům, jako je ALMA, ale také observatořím nové generace, jako je Square Kilometer Array (SKA). Astronomové, kteří jsou vybaveni citlivějšími poli a pokročilejšími počítačovými modely, mohou být schopni vytvořit skutečně přesnou časovou osu toho, jak se náš vesmír stal tím, čím je dnes.
