Astronomowie odkryli kolebkę galaktyk sprzed 11 miliardów lat

To niesamowite, jak odległe zakątki Wszechświata pozwalają nam obserwować dzisiejsze teleskopy. Jeszcze bardziej jest jednak niesamowite to, że obserwując je, podziwiamy w zasadzie to, co istniało w przeszłości – jako że światło z wielu miejsc potrzebuje miliardy lat, by do nas dotrzeć. Teraz, badając jeden z takich zakątków, astronomowie natrafili na ogromną „stocznię”, w której zamiast statków powstają galaktyki.

Gromada galaktyk sprzed 11 miliardów lat

Wspomniana „stocznia” to tak zwana protogromada galakyk. Zawiera ona ponad 60 galaktyk i znajduje się 11 miliardów lat świetlnych z dala od Ziemi. To tak daleko, że obserwując ją, naukowcy patrzą na jej stan z okresu 3 miliardów po Wielkim Wybuchu. Nieźle, nieprawdaż?

Właściwie, astronomowie opublikowali pracę informującą o odkryciu omawianej protogromady, znanej jako G237, już w styczniu bieżącego roku. Niemniej, jej istnienie właśnie zostało potwierdzone – przez zespół astronomów, który 26 października opublikował rezultaty swoich wysiłków w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics.

„Protogromady galaktyk takie jak G237 to takie galaktyczne stocznie, w której powstają masywne galaktyki. To powiedziawszy, ta konkretna struktura istniała w czasie, gdy Wszechświat miał 3 miliardy lat.”, powiedziała jedna z autorek pracy, Brenda Frye z Uniwersytetu Arizony.

Grawitacja przyciąga gwiazdy i inną materię do siebie, tworząc galaktyki, które następnie mają tendencję do grupowania się w gromady. Naukowcy nie wiedzą zbyt wiele o protogromadach galaktyk. To częściowo dlatego, że struktury te nie świecą zbyt jasno w zakresie światła widzialnego. Zatem, trudno je w zakresie tego światła zaobserwować.

Zasługa wielu teleskopów

Naukowcy zdołali zaobserwować G237, prowadząc swoje badania w zakresie tak zwanej dalekiej podczerwieni. G237 dojrzano z pomocą kosmicznego obserwatorium Planck Europejskiej Agencji Kosmicznej.

Potwierdzić istnienie protogromady G23 udało się potwierdzić z kolei, wykorzystując Wielki Teleskop Lornetkowy w Arizonie w Stanach Zjednoczonych oraz Teleskop Subaru w Japonii. W celu weryfikacji odkrycia sięgnięto również po archiwalne dane z Kosmicznego Obserwatorium Herschela oraz Kosmicznego Teleskopu Spitzera.

Obraz przestawiający protogromadę G237, uzyskany za sprawą wielu teleskopów. | Źródło: ESA/Herschel i XMM-Newton; NASA/Spitzer; NAOJ/Subaru; Large Binocular Telescope; ESO/VISTA. Polletta, M. et al. 2021; Koyama, Y. et al. 2021

Zagadka, którą udało się rozwiązać

Początkowe obserwacje G237 sugerowały, że ta tworzy gwiazdy w nierealistycznie wysokim i niezrównoważonym tempie. Stanowiło to dla naukowców niezłą zagadkę, albowiem galaktyki gromady zdawały się posiadać zbyt mało wodoru, aby takie tempo było osiągalne.

Ostatecznie odkryto, że niektóre z obserwowanych śladów formowania się gwiazd pochodziło z galaktyk niezwiązanych z G237. Gdy ślady te przestano brać pod uwagę, wskaźnik tempa narodzin gwiazd w obrębie protogromady pozostał dość duży. Niemniej, astronomowie wierzą, że ma to związek z tym, iż protogromady prawdopodobnie pobierają wodór z filamentów gazu, które łączą galaktyki, tworząc tak zwaną kosmiczną sieć. Oznacza to, że protogromady takie jak G237 mają mnóstwo wodoru potrzebnego do formowania się nowych gwiazd w zastraszającym tempie.

Symulacja kosmicznej sieci – ogromnej, trójwymiarowej pajęczyny włókien gazu, które łączą galaktyki. | Źródło: International Gemini Observatory-NOIRLab-NSF-AURA-G. L. Bryan-M. L. Norman

Kto wie, może w przyszłości zaobserwujemy więcej protogromad pokroju G237. Nie wiem jak Ty, ale ja trzymam za to kciuki.

Źródło: Uniwersytet Arizony, fot. tyt. Canva