Obrazový kredit: Hubble
Mezinárodní tým astronomů shromáždil důkazy, že galaxie se po Velkém třesku vytvořily velmi rychle. To znamená, že jsou jim jen 1,5 miliardy let, což je doba, kdy byl vesmír jen 10% současného věku. Věří se, že tyto shluky vznikly tak rychle, protože tyto oblasti byly neuvěřitelně husté materiálem.
Při pohledu zpět v čase téměř 9 miliard let našel mezinárodní tým astronomů zralé galaxie v mladém vesmíru. Galaxie jsou členy shluku galaxií, které existovaly, když byl vesmír jen 5 miliard let starý, nebo asi 35 procent jeho současného věku. Tento přesvědčivý důkaz, že galaxie se musely začít formovat hned po velkém třesku, byl posílen pozorováním téhož týmu astronomů, když hleděli ještě dále v čase. Tým našel embryonální galaxie pouhé 1,5 miliardy let po narození vesmíru, nebo 10 procent současného vesmíru. „Dětské galaxie“ sídlí v stále se rozvíjejícím shluku, nejvzdálenější proto-shluk, jaký kdy byl nalezen.
Pokročilá kamera pro průzkumy (ACS) na palubě Hubbleova kosmického dalekohledu NASA byla použita k pozorování masivního klastru RDCS 1252.9-2927 a proto-klastru TN J1338-1942. Z pozorování rentgenové observatoře Chandra NASA vyplynula hmotnost a obsah těžkých prvků RDCS 1252, nejhmotnějšího známého seskupení pro tuto epochu. Tato pozorování jsou součástí koordinovaného úsilí vědeckého týmu ACS sledovat vývoj a vývoj shluků galaxií v širokém rozmezí kosmického času. ACS byl postaven speciálně pro studium takových vzdálených objektů.
Tato zjištění dále podporují pozorování a teorie, že galaxie se formovaly relativně brzy v historii vesmíru. Existence takových masivních shluků v raném vesmíru souhlasí s kosmologickým modelem, ve kterém se shluky vytvářejí sloučením mnoha sub-klastrů ve vesmíru, kterému dominuje studená temná hmota. Přesná povaha studené temné hmoty však stále není známa.
První Hubbleova studie odhadla, že galaxie v RDCS 1252 tvořily většinu jejich hvězd před více než 11 miliardami let (při červených posunech větších než 3). Výsledky byly zveřejněny ve 20. vydání časopisu Astrophysical Journal. Hlavním autorem článku je John Blakeslee z Johns Hopkins University v Baltimoru, Md.
Druhá Hubbleova studie poprvé odhalila proto-shluk „kojeneckých galaxií“, který existoval před více než 12 miliardami let (při červeném posunu 4.1). Tyto galaxie jsou tak mladé, že astronomové stále vidí v nich záblesk hvězd. Galaxie jsou seskupeny kolem jedné velké galaxie. Tyto výsledky budou zveřejněny v vydání časopisu Nature 1. ledna 2004. Hlavním autorem článku je George Miley z Leidenské observatoře v Nizozemsku.
"Až donedávna si lidé nemysleli, že klastry existovaly, když byl vesmír jen asi 5 miliard let starý," vysvětlil Blakeslee.
„I kdyby existovaly takové shluky,“ dodala Miley, „až donedávna si astronomové mysleli, že je téměř nemožné najít shluky, které existovaly před 8 miliardami let. Ve skutečnosti nikdo nevěděl, kdy začalo sdružování. Teď to můžeme být svědky. “
Obě studie vedly astronomy k závěru, že tyto systémy jsou progenitory dnes pozorovaných hvězdokup galaxií. "Klastr RDCS 1252 vypadá jako současný klastr," řekl Marc Postman z Space Telescope Science Institute v Baltimoru, MD a spoluautor obou výzkumných prací. "Ve skutečnosti, kdybyste to dali vedle současného klastru, nevěděli byste, co je to."
Příběh dvou klastrů
Jak mohou galaxie růst po velkém třesku tak rychle? "Jedná se o případ bohatšího bohatství," řekl Blakeslee. "Tyto shluky rostly rychle, protože se nacházejí ve velmi hustých oblastech, takže je dost materiálu, aby se členské galaxie mohly rychle vybudovat."
Tato myšlenka je posílena rentgenovým pozorováním masivního klastru RDCS 1252. Chandra a XMM-Newton Evropské kosmické agentury poskytly astronomům nejpřesnější měření vlastností obrovského oblaku horkého plynu, který prostupuje masivním klastrem. Tento 160 miliónů stupňů Fahrenheita (70 miliónů stupňů Celsia) je rezervoárem většiny těžkých prvků v kupě a přesným indikátorem jeho celkové hmotnosti. Příspěvek Piero Rosatiho z Evropské jižní observatoře (ESO) a jeho kolegů, který představuje rentgenová pozorování RDCS 1252, bude zveřejněn v lednu 2004 v Astronomical Journal.
"Ostré vidění Chandry vyřešilo tvar halou s horkým plynem a ukázalo, že RDCS 1252 je na svůj věk velmi zralý," řekla Rosati, která objevila shluk s rentgenovým dalekohledem ROSAT.
RDCS 1252 může obsahovat mnoho tisíc galaxií. Většina z těchto galaxií je však na detekci příliš slabá. Ale mocné „oči“ ACS určily několik z nich. Pozorování pomocí velmi velkého dalekohledu ESO (VLT) poskytovala přesné měření vzdálenosti do shluku. ACS umožnilo vědcům přesně určit tvary a barvy 100 galaxií a poskytnout informace o věku hvězd v nich sídlících. Tým ACS odhadl, že většina hvězd ve shluku byla vytvořena již v době, kdy byl vesmír asi 2 miliardy let starý. Rentgenová pozorování dále ukázala, že 5 miliard let po velkém třesku byl okolní horký plyn obohacen těžkými prvky z těchto hvězd a byl vyhozen z galaxií.
Pokud většina galaxií v RDCS 1252 dosáhla zralosti a usadí se v tiché dospělosti, jsou formující se galaxie ve vzdáleném proto-klastru v jejich energetické, neslušné mládí.
Proto-klastr TN J1338 obsahuje masivní embryonální galaxii obklopenou menšími vyvíjejícími se galaxiemi, které vypadají jako tečky v Hubbleově snímku.
Dominantní galaxie produkuje velkolepé radioaktivní emise, poháněné supermasivní černou dírou hluboko v jádru galaxie. Interakce mezi těmito tryskami a plynem může stimulovat proud narození hvězd.
Objev energetických radiových galaxií pomocí rádiových dalekohledů přiměl astronomy k lovu pro menší galaxie, které tvoří většinu shluku.
"Masivní klastry jsou města vesmíru a rádiové galaxie v nich jsou komíny, které můžeme použít k jejich nalezení, když se začínají formovat," řekla Miley.
Dva nálezy podtrhují sílu kombinování pozorování z mnoha různých dalekohledů, které poskytovaly pohledy na vzdálený vesmír v rozsahu vlnových délek. Pokročilá kamera Hubble poskytovala kritické informace o struktuře obou vzdálených shluků galaxií. Rentgenové vidění Chandry a XMM-Newtona poskytlo základní měření prvotního plynu, do kterého jsou zabudovány galaxie v RDCS 1252, a přesné odhady celkové hmotnosti obsažené v tomto shluku. Velké pozemní dalekohledy, jako VLT, poskytovaly přesná měření vzdálenosti obou shluků i chemického složení galaxií v nich.
Tým ACS provádí další pozorování vzdálených shluků, aby upevnil naše chápání toho, jak se tyto mladé shluky a jejich galaxie vyvíjejí do podoby věcí, které jsou dnes vidět. Jejich plánovaná pozorování zahrnují použití pozorování v blízké infračervené oblasti k analýze rychlosti tvorby hvězd v některých z cílových shluků, včetně RDCS 1252, k měření kosmické historie tvorby hvězd v těchto masivních strukturách. Tým také hledá oblasti kolem několika ultra-vzdálených rádiových galaxií, aby zjistil další příklady proto-klastrů. Konečným vědeckým cílem týmu je vytvořit ucelený obrázek vývoje klastru počínaje formací v nejranějších epochách a podrobně popisující vývoj až do dneška.
Původní zdroj: Hubble News Release
