Kreditna slika: Hubble
Mednarodna ekipa astronomov je zbrala dokaze, da so se galaksije po velikem udaru zelo hitro oblikovale. To pomeni, da so stari le 1,5 milijarde let, čas, ko je bilo vesolje le 10% njegove trenutne starosti. Verjamemo, da so se ti grozdi oblikovali tako hitro, ker so bila ta območja neverjetno gosta z materialom.
Če pogledamo v preteklost skoraj 9 milijard let, je mednarodna ekipa astronomov v mladem vesolju našla zrele galaksije. Galaksije so članice kopice galaksij, ki so obstajale, ko je bilo vesolje staro le 5 milijard let ali približno 35 odstotkov njegove sedanje starosti. Ta prepričljiv dokaz, da so se morale galaksije začeti oblikovati šele po velikem udaru, so ga podkrepila opažanja iste skupine astronomov, ko so pokukale še dlje v čas. Skupina je našla embrionalne galaksije le 1,5 milijarde let po rojstvu kozmosa, ali 10 odstotkov današnje starosti vesolja. "Otroške galaksije" se nahajajo v še razvijajoči se grozdi, najbolj oddaljeni proto-grozdi, kar jih je bilo kdaj najdenih.
Napredna kamera za raziskovanja (ACS) na Nasinem vesoljskem teleskopu Hubble je bila uporabljena za opazovanje masivnega grozda RDCS 1252.9-2927 in proto-grozda, TN J1338-1942. Opazovanja Nasinega rentgenskega observatorija Chandra so prinesla maso in vsebnost težkih elementov RDCS 1252, najbolj množičnega znanega grozda v tej epohi. Ta opažanja so del usklajenega prizadevanja znanstvene ekipe ACS za spremljanje nastajanja in razvoja grozdov galaksij v širokem razponu kozmičnega časa. ACS je bil zgrajen posebej za študije tako oddaljenih predmetov.
Te ugotovitve nadalje podpirajo opažanja in teorije, da so galaksije nastale razmeroma zgodaj v zgodovini kozmosa. Obstoj takšnih množičnih grozdov v zgodnjem vesolju se ujema s kozmološkim modelom, v katerem se grozdi tvorijo iz združitve številnih podprstev v vesolju, kjer prevladuje hladna temna snov. Natančna narava hladne temne snovi pa še vedno ni znana.
Prva Hubblova študija je ocenila, da so galaksije v RDCS 1252 tvorile glavnino njihovih zvezd pred več kot 11 milijardami let (pri rdečih premikih večjih od 3). Rezultati so bili objavljeni v številki časopisa Astrophysical Journal z dne 20. oktobra 2003. Glavni avtor prispevka je John Blakeslee z univerze Johns Hopkins v Baltimoru, Md.
Druga Hubblova raziskava je prvič razkrila proto-skupino "dojenčkov galaksij", ki so obstajale pred več kot 12 milijardami let (v rdečem premiku 4.1). Te galaksije so tako mlade, da astronomi še vedno lahko vidijo vihar zvezd, ki se oblikujejo v njih. Galaksije so združene okoli ene velike galaksije. Ti rezultati bodo objavljeni v številki Nature, 1. januarja 2004. Glavni avtor prispevka je George Miley iz Leiden Observatory na Nizozemskem.
"Do nedavnega ljudje niso mislili, da obstajajo grozdi, ko je bilo vesolje staro le približno 5 milijard let," je pojasnil Blakeslee.
"Tudi če je bilo takih grozdov," je še dodala Miley, "do nedavnega so astronomi mislili, da je skoraj nemogoče najti grozde, ki so obstajali pred 8 milijardami let. Pravzaprav nihče v resnici ni vedel, kdaj se je začelo grozdenje. Zdaj smo temu lahko priča. "
Obe študiji sta astronomi sklepali, da so ti sistemi potomci galaksijskih grozdov, ki jih danes vidimo. "Grozdni RDCS 1252 je videti kot današnji grozd," je dejal Marc Postman iz Inštituta za vesoljski teleskop v Baltimoru, Md., In soavtor obeh raziskovalnih člankov. "V bistvu, če bi ga postavili poleg današnjega grozda, ne bi vedel, kaj je to."
Zgodba o dveh grozdih
Kako lahko galaksije tako hitro rastejo po velikem udaru? "Gre za primer, da bogati postanejo bogatejši," je dejal Blakeslee. "Ti grozdi so hitro rasli, ker se nahajajo v zelo gostih regijah, zato je na voljo dovolj materiala, da lahko hitro sestavimo galaksije članice."
Ta zamisel je okrepljena z rentgenskimi opazovanji množičnega grozda RDCS 1252. Chandra in XMM-Newton Evropske vesoljske agencije sta astronomom omogočila najbolj natančne meritve lastnosti ogromnega oblaka vročega plina, ki prežema ogromen grozd. Ta 160-milijon stopinj Fahrenheita (70 milijonov stopinj Celzija) je rezervoar večine težkih elementov v grozdu in natančen sledilnik njegove celotne mase. Članek Piera Rosatija iz Evropskega južnega observatorija (ESO) in kolegov, ki predstavlja rentgenska opažanja RDCS 1252, bo objavljen januarja 2004 v Astronomical Journal.
"Chandra je oster vid rešil obliko halo vročega plina in pokazal, da je RDCS 1252 zelo zrel za svojo starost," je dejal Rosati, ki je skupino odkril z rentgenskim teleskopom ROSAT.
RDCS 1252 lahko vsebuje več tisoč galaksij. Vendar je večina teh galaksij preveč slaba, da bi jih lahko zaznali. Toda močne "oči" ACS so jih določile nekaj sto. Opazovanja, ki uporabljajo ESO-jev zelo velik teleskop (VLT), so natančno izmerili razdaljo do grozda. ACS je raziskovalcem omogočil natančno določitev oblik in barv 100 galaksij, s tem pa je zagotovil informacije o starosti zvezd, ki prebivajo v njih. Ekipa ACS je ocenila, da se je večina zvezd v grozdu oblikovala že, ko je bilo vesolje staro približno 2 milijardi let. Poleg tega so rentgenska opazovanja pokazala, da se je 5 milijard let po velikem sunku okoliški vroči plin obogatil s težkimi elementi teh zvezd in jih odnesel iz galaksij.
Če je večina galaksij v RDCS 1252 dosegla zrelost in se naselijo v tiho odraslost, so nastajajoče galaksije v oddaljenem proto-grozdu v njihovi energični, neuslišani mladosti.
Proto-grozd TN J1338 vsebuje ogromno embrionalno galaksijo, obkroženo z manjšimi razvijajočimi se galaksijami, ki so na sliki Hubble videti kot pike.
Prevladujoča galaksija proizvaja spektakularne radio-oddajajoče curke, ki jih poganja supermasivna črna luknja globoko v jedru galaksije. Medsebojno delovanje teh curkov in plina lahko spodbudi hudournikovo rojstvo.
Odkritje energijske radio galaksije s pomočjo radijskih teleskopov je astronome spodbudilo k lovu na manjše galaksije, ki predstavljajo večji del grozda.
"Množični grozdi so mesta vesolja, radio galaksije v njih pa so dimniki, ki jih lahko uporabimo za iskanje, ko se šele začnejo oblikovati," je dejala Miley.
Obe ugotovitvi poudarjata moč združevanja opazovanj različnih teleskopov, ki so nudili poglede daljnega vesolja v območju valovnih dolžin. Hubbleova napredna kamera je podala kritične informacije o strukturi obeh oddaljenih skupin galaksij. Rendgenski vid Chandra in XMM-Newton je prinesel bistvene meritve primordialnega plina, v katerega so vgrajene galaksije v RDCS 1252, in natančne ocene skupne mase znotraj tega grozda. Veliki zemeljski teleskopi, kot je VLT, so nudili natančne meritve oddaljenosti obeh skupin, pa tudi kemično sestavo galaksij v njih.
Ekipa ACS izvaja nadaljnja opazovanja oddaljenih grozdov, da bi utrdila naše razumevanje, kako se ti mladi grozdi in njihove galaksije razvijajo v obliko današnjega dogajanja. Njihova načrtovana opazovanja vključujejo uporabo skoraj infrardečih opazovanj za analizo stopenj nastajanja zvezd v nekaterih ciljnih skupinah, vključno z RDCS 1252, za merjenje kozmične zgodovine nastanka zvezd v teh masivnih strukturah. Skupina prav tako išče regije okoli več ultra oddaljenih radijskih galaksij za dodatne primere protokrosov. Končni znanstveni cilj skupine je oblikovati popolno sliko razvoja grozdov, začenši z nastankom v najzgodnejših obdobjih, in podrobno opisovati razvoj do danes.
Izvirni vir: Hubble News Release
