Vaadeldava universumi sügavale vaatamine - ja seega tagasi varaseimatesse perioodidesse - on tohutult põnev. Seda tehes saavad astronoomid näha kõige varasemaid galaktikaid universumis ja saada rohkem teada, kuidas need aja jooksul arenesid. Sellest alates ei suuda nad mitte ainult näha, kuidas moodustuvad suuremahulised struktuurid (nagu galaktikad ja galaktikaparved), vaid ka tumeaine rolli.
Viimati kasutas rahvusvaheline teadlaste meeskond Atacama suure millimeetri ja alammillimeetri massiivi (ALMA) Universumi vaatlemiseks, kui see oli vaid 1,4 miljardit aastat vana. Nad vaatasid, et tegemist on protoklastriga, mis koosneb 14 galaktikast, mis asuvad 12,4 miljardi valgusaasta kaugusel ja mis peagi ühinevad. Selle tulemusel moodustuks massiline galaktikaparv, mis on teadaoleva Universumi üks suuremaid objekte.
Hiljuti ilmus ajakirjas nende järeldusi kirjeldav uurimus pealkirjaga „Massiline tuum galaktikate klastrile punanihkel 4,3“ Loodus. Uuringut juhtis Tim Miller - Dalhousie ülikooli, Halifaxi ja Yale'i ülikooli astronoom - ning uuringusse kaasati NASA reaktiivmootorite laboratooriumi, Euroopa Lõuna vaatluskeskuse (ESO), Kanada riikliku teadusnõukogu, Harvardi-Smithsoni astrofüüsika keskuse liikmed, Riiklik raadioastronoomia vaatluskeskus ja mitmed ülikoolid ja teadusasutused.
Nagu nad oma uuringus märgivad, vaatas seda protokolli (tähisega SPT2349-56) esmakordselt riikliku teadusfondi lõunapooluse teleskoop. Kasutades Atacama Pathfinderi eksperimenti (APEX), viis töörühm järelvaatlusi, mis kinnitasid, et tegemist oli äärmiselt kauge galaktilise allikaga, mida seejärel täheldati ALMA-ga. Kasutades ALMA kõrgemat eraldusvõimet ja tundlikkust, suutsid nad eristada üksikuid galaktikaid.
Nad leidsid, et need galaktikad moodustasid tähed kiirusega 1000 korda kiiremini kui meie galaktikad ja need olid tuhmunud kosmosepiirkonnas, mis oli umbes kolm korda suurem kui Linnutee. ALMA andmeid kasutades suutis meeskond luua ka keerukaid arvutisimulatsioone, mis näitasid, kuidas see praegune galaktikate kogu tõenäoliselt kasvab ja areneb miljardi aasta jooksul.
Need simulatsioonid näitasid, et kui need galaktikad ühinevad, konkureerib tekkinud galaktikaparv mõne kõige massiivsema klastriga, mida kosmoseajakirjas näeme. Nagu selgitasid Scott Chapman, Dalhousie ülikooli astrofüüsik ja uuringu kaasautor:
„Massiivse galaktikaparve haaramine formeerumiste käigus on iseenesest tähelepanuväärne. Kuid tõsiasi, et see juhtub nii varajases universumi ajaloos, seab meie tänapäeva arusaamale struktuuride moodustamisest universumis tohutu väljakutse. "
Praegune astrofüüsikute seas saavutatud teaduslik konsensus väidab, et mõni miljon aastat pärast Suurt Pauku hakkasid normaalse ja tumeaine kontsentratsioonid moodustuma suuremaks, tekitades lõpuks galaktikaparve. Need objektid on universumi suurimad struktuurid, sisaldades triljoneid tähti, tuhandeid galaktikaid, tohutul hulgal tumedat ainet ja massiivseid mustaid auke.
Praegused teooriad ja arvutimudelid on siiski arvanud, et protokollide - nagu näiteks ALMA täheldatud - oleks pidanud arendustegemine võtma palju kauem aega. Selle leidmine, mis pärineb kõigest 1,4 miljardit aastat pärast Suurt Pauku, oli seetõttu üsna üllatus. Tim Miller, kes on praegu Yale'i ülikooli doktorant, osutas:
„Kuidas see galaktikate kogum nii kiiresti suureks sai, on natuke mõistatus, seda ei ehitatud miljardite aastate jooksul järk-järgult, nagu astronoomid arvata võisid. See avastus pakub uskumatut võimalust uurida, kuidas galaktikaparved ja nende massilised galaktikad nendes äärmuslikes keskkondades kokku tulid. ”
Vaadates tulevikku, loodavad Chapman ja tema kolleegid viia läbi täiendavaid uuringuid SPT2349-56, et näha, kuidas neist protoklastritest lõpuks galaktikaparveks kujunes. "ALMA andis meile esimest korda selge lähtepunkti galaktikaklastri arengu ennustamiseks," ütles ta. "Aja jooksul lakkavad meie täheldatud 14 galaktikat tähtede moodustumisest ning põrkuvad kokku ja koonduvad üheks hiiglaslikuks galaktikaks."
Selle ja teiste protoklastrite uurimine on võimalik tänu sellistele instrumentidele nagu ALMA, aga ka järgmise põlvkonna vaatluskeskustele nagu ruutkilomeetri array (SKA). Varustatud tundlikumate massiivide ja keerukamate arvutimudelitega, võivad astronoomid olla võimelised looma tõeliselt täpse ajajoone, kuidas meie Universum sai selliseks, nagu see on täna.
