Kreditna slika: Hubble
Međunarodni tim astronoma prikupio je dokaze da su se galaksije formirale vrlo brzo nakon Velikog praska. To znači da imaju samo 1,5 milijardi godina, u vrijeme kada je Svemir bio samo 10% njegove sadašnje dobi. Vjeruje se da su se ta grozda formirala tako brzo jer su ta područja bila nevjerojatno gusta.
Gledajući u prošlost gotovo 9 milijardi godina, međunarodni tim astronoma pronašao je zrele galaksije u mladom svemiru. Galaksije su članovi skupa galaksija koje su postojale kada je svemir bio star samo 5 milijardi godina, odnosno oko 35 posto njegove sadašnje dobi. Ovaj uvjerljivi dokaz da su se galaksije morale započeti formirati neposredno nakon velikog praska, pojačane su zapažanjima istog tima astronoma kada su zavirile još dalje u prošlost. Tim je pronašao embrionalne galaksije samo 1,5 milijardi godina nakon rođenja kosmosa, ili 10 posto sadašnje dobi svemira. "Dječje galaksije" nalaze se u klasteru koji se još razvija, najudaljenijem proto-klasteru ikada pronađenom.
Napredna kamera za ankete (ACS) na NASA-inom svemirskom teleskopu Hubble korištena je za promatranje masivnog klastera, RDCS 1252.9-2927 i proto-clustera, TN J1338-1942. Promatranja NASA-inog rendgenskog opservatorija Chandra dala su masu i sadržaj teških elemenata RDCS 1252, najmasovnijeg poznatog skupa za tu epohu. Ova su zapažanja dio koordiniranog napora znanstvenog tima ACS-a da prati stvaranje i evoluciju grozdova galaksija u širokom rasponu kozmičkog vremena. ACS je izgrađen posebno za studije tako udaljenih objekata.
Ova otkrića potkrepljuju zapažanja i teorije da su se galaksije formirale relativno rano u povijesti kosmosa. Postojanje takvih masivnih klastera u ranom svemiru slaže se s kozmološkim modelom u kojem se grozdovi formiraju spajanjem mnogih podskupina u svemiru u kojem dominira hladna tamna tvar. Točna priroda hladne tamne materije, međutim, još uvijek nije poznata.
Prvo Hubbleovo istraživanje procijenilo je da su galaksije u RDCS 1252 formirale najveći dio svojih zvijezda prije više od 11 milijardi godina (pri crvenim pomacima većim od 3). Rezultati su objavljeni u broju za listopad 2003, Astrophysical Journal. Glavni autor članka je John Blakeslee sa Sveučilišta Johns Hopkins iz Baltimorea, Md.
Druga Hubbleova studija prvi put je otkrila proto-nakupinu "dječjih galaksija" koja su postojala prije više od 12 milijardi godina (u crvenoj promjeni 4.1). Te su galaksije toliko mlade da astronomi i dalje mogu vidjeti nalet zvijezda koji se formiraju u njima. Galaksije su grupirane oko jedne velike galaksije. Ti će rezultati biti objavljeni u broju Nature za 1. siječnja 2004. godine. Glavni autor članka je George Miley iz Leiden Observatory u Nizozemskoj.
"Donedavno ljudi nisu mislili da klasteri postoje dok je svemir bio star tek oko 5 milijardi godina", objasnio je Blakeslee.
"Čak i da je bilo takvih klastera", dodala je Miley, "donedavno su astronomi smatrali da je gotovo nemoguće pronaći klastere koji su postojali prije 8 milijardi godina. U stvari, nitko stvarno nije znao kada je počelo klasteriranje. Sada tome možemo svjedočiti. "
Obje studije dovele su astronom do zaključka da su ovi sustavi potomci galaksijskih klastera danas viđenih. "Klaster RDCS 1252 izgleda poput današnjeg klastera", rekao je Marc Postman iz Instituta za svemirski teleskop u Baltimoreu, Md., I koautor oba istraživanja. "U stvari, kad biste je stavili pored današnjeg klastera, ne biste znali što je to."
Priča o dva grozda
Kako galaksije mogu rasti tako brzo nakon velikog praska? "Slučaj je da bogati postaju sve bogatiji", rekao je Blakeslee. "Ti su se klasteri brzo razvili jer se nalaze u vrlo gustim regijama, tako da postoji dovoljno materijala za izgradnju brzih članica."
Ova je ideja ojačana rendgenskim promatranjima masivnog klastera RDCS 1252. Chandra i XMM-Newton Europske svemirske agencije pružili su astronomima dosad najpreciznija mjerenja svojstava ogromnog oblaka vrućeg plina koji prožima masivni klaster. Ovaj Farenhajtov plin od 160 milijuna Celzijevih stupnjeva rezervoar je većine teških elemenata u klasteru i precizan je trag njegove ukupne mase. Dokument Piera Rosatija iz Europskog opservatorija za jug (ESO) i njegovih kolega koji prikazuje rentgenska zapažanja RDCS 1252 bit će objavljen u siječnju 2004. u Astronomical Journal.
"Chandrov oštar vid riješio je oblik halo vrućeg plina i pokazao je da je RDCS 1252 vrlo zreo za svoju dob", rekao je Rosati, koji je klaster otkrio pomoću rendgenskog teleskopa ROSAT.
RDCS 1252 može sadržavati više tisuća galaksija. Međutim, većina je ovih galaksija previše slaba da bi se otkrila. Ali snažne "oči" ACS-a odvojile su nekoliko stotina njih. Promatranja pomoću ESO-ovog vrlo velikog teleskopa (VLT) omogućila su precizno mjerenje udaljenosti do grozda. ACS omogućio je istraživačima da precizno utvrde oblike i boje 100 galaksija, pružajući informacije o starosti zvijezda koje žive u njima. ACS tim procijenio je da je većina zvijezda u klasteru već formirana kada je svemir stario oko 2 milijarde godina. Rendgenska promatranja su, nadalje, pokazala da je 5 milijardi godina nakon velikog praska okolni vrući plin bio obogaćen teškim elementima iz tih zvijezda i istjeran iz galaksija.
Ako je većina galaksija u RDCS 1252 dosegla zrelost i naseljavaju se u tihu odraslu dob, tada će se galaksije koje se formiraju u dalekom proto-klasteru nalaziti u njihovoj energičnoj, nepristojnoj mladosti.
Proto-klaster TN J1338 sadrži ogromnu embrionalnu galaksiju okruženu manjim galaksijama u razvoju, koje izgledaju poput točkica na Hubble slici.
Dominantna galaksija proizvodi spektakularne radio-emitirajuće mlaznice, koje pokreće supermasivna crna rupa duboko u jezgri galaksije. Interakcija između ovih mlazeva i plina može potaknuti bujicu rođenja zvijezda.
Otkriće energetske radio galaksije radioteleskopima potaknulo je astronome da love na manje galaksije koje čine najveći dio klastera.
"Masivni grozdovi su gradovi svemira, a radio galaksije u njima su dimni tokovi koje možemo upotrijebiti za njihovo pronalaženje kada se tek počinju formirati", rekla je Miley.
Dva otkrića naglašavaju snagu kombiniranja opažanja mnogih različitih teleskopa koji su pružali prikaze dalekog svemira u rasponu valnih duljina. Hubbleova napredna kamera pružila je kritične informacije o strukturi oba daleka galaksija. Rendgenski vid Chandra i XMM-Newton pružio je osnovna mjerenja primordijalnog plina u koji su ugrađene galaksije u RDCS 1252 i točne procjene ukupne mase sadržane u tom klasteru. Veliki zemaljski teleskopi poput VLT-a pružali su precizna mjerenja udaljenosti obaju klastera, kao i kemijskog sastava galaksija u njima.
ACS tim provodi daljnja promatranja udaljenih klastera kako bi učvrstio naše razumijevanje kako se ti mladi grozdovi i njihove galaksije razvijaju u oblik današnjih stvari. Njihova planirana promatranja uključuju korištenje promatranja blizu infracrvenog zračenja za analizu stopa stvaranja zvijezda u nekim ciljnim skupinama, uključujući RDCS 1252, za mjerenje kozmičke povijesti formiranja zvijezda u tim masivnim strukturama. Tim također pretražuje regije oko nekoliko ultra udaljenih radio galaksija za dodatne primjere proto-klastera. Krajnji znanstveni cilj tima je uspostaviti cjelovitu sliku evolucije klastera počevši od formiranja u najranijim epohama i detaljno razrađujući evoluciju do danas.
Izvorni izvor: Hubble News Release
