Pildikrediit: Hubble
Rahvusvaheline astronoomide meeskond on kogunud tõendeid selle kohta, et galaktikad tekkisid pärast Suurt Pauku väga kiiresti. See tähendab, et nad on vaid 1,5 miljardit aastat vanad - aeg, mil Universum oli vaid 10% praegusest vanusest. Usutakse, et need klastrid moodustusid nii kiiresti, kuna need alad olid materjaliga uskumatult tihedad.
Ligikaudu 9 miljardit aastat tagasi vaadates leidis rahvusvaheline astronoomide meeskond noorest universumist küpsed galaktikad. Galaktikad on galaktikate klastri liikmed, mis eksisteerisid siis, kui universum oli vaid 5 miljardit aastat vana ehk umbes 35 protsenti praegusest vanusest. Need veenvad tõendid selle kohta, et galaktikad pidid alata moodustumist vahetult pärast seda, kui suur pauk tugevnesid sama astronoomide meeskonna tehtud tähelepanekutega, kui nad ajasid veelgi kaugemale. Meeskond leidis embrüonaalsed galaktikad vaid 1,5 miljardit aastat pärast kosmose sündi ehk 10 protsenti universumi praegusest ajastust. Beeb galaktikad asuvad endiselt arenevas klastris, mis on kõige kaugem protoklaster, mida eales leitud.
NASA Hubble'i kosmoseteleskoobi pardal asuvat täpsemat uuringu kaamerat (ACS) kasutati massiivse klastri RDCS 1252.9-2927 ja protoklastri TN J1338-1942 vaatluste tegemiseks. NASA Chandra röntgenikiirguse vaatluskeskuse vaatlused andsid massi ja raskete elementide sisalduse RDCS 1252, mis on selle ajajärgu kõige massiivsem klaster. Need vaatlused on osa ACS-i teadusrühma koordineeritud jõupingutustest galaktikate klastrite moodustumise ja arengu jälgimiseks laia kosmilise aja jooksul. ACS ehitati spetsiaalselt selliste kaugete objektide uurimiseks.
Need leiud toetavad veel tähelepanekuid ja teooriaid, mille kohaselt galaktikad moodustusid kosmose ajaloos suhteliselt varakult. Selliste massiivsete klastrite olemasolu varases universumis nõustub kosmoloogilise mudeliga, kus klastrid moodustuvad paljude alamklastrite ühinemisest universumis, kus domineerib külm tumeaine. Külma tumeda aine täpset olemust ei teata aga siiani.
Esimese Hubble'i uuringu kohaselt moodustasid RDCS 1252 galaktikad suurema osa nende tähtedest enam kui 11 miljardit aastat tagasi (punastes nihetes üle 3). Tulemused avaldati ajakirja Astrophysical 20. oktoobri 2003. aasta numbris. Paberi juhtiv autor on John Blakeslee Johns Hopkinsi ülikoolist Baltimore'is, Md.
Teises Hubble'i uuringus leiti esmakordselt enam kui 12 miljardit aastat tagasi eksisteerinud imiku galaktikate proto-klaster (punanihkel 4,1). Need galaktikad on nii noored, et astronoomid näevad nende sees veel tähtede puhkemist. Galaktikad on rühmitatud ühe suure galaktika ümber. Need tulemused avaldatakse ajakirja Nature 1. jaanuari 2004. aasta numbris. Paberi juhtiv autor on George Miley Leideni observatooriumist Hollandis.
"Kuni viimase ajani ei uskunud inimesed, et klastrid eksisteerivad, kui universum oli alles umbes 5 miljardit aastat vana," selgitas Blakeslee.
"Isegi kui selliseid klastrid oleksid olemas," lisas Miley, "kuni viimase ajani arvasid astronoomid, et 8 miljardit aastat tagasi eksisteerinud klastrite leidmine oli peaaegu võimatu. Tegelikult ei teadnud keegi, millal klastrid alguse saavad. Nüüd võime selle tunnistajaks olla. ”
Mõlemad uuringud viisid astronoomide järelduseni, et need süsteemid on täna nähtud galaktikaparvede eellased. “Klaster RDCS 1252 näeb välja nagu tänapäevane klaster,” ütles Marc Postman Baltimore'is asuvast kosmoseteleskoobi teadusinstituudist, MD, ja mõlema uurimistöö kaasautor. "Tegelikult, kui paneksite selle tänapäevase klastri kõrvale, ei teaks te, kumb on."
Lugu kahest klastrist
Kuidas saavad galaktikad pärast suurt paugu nii kiiresti kasvada? "See on juhtum, kus rikkad saavad rikkamaks," sõnas Blakeslee. "Need klastrid kasvasid kiiresti, kuna nad asuvad väga tihedates piirkondades, seega on liikmesgalaktikate väga kiireks ülesehitamiseks piisavalt materjali."
Seda ideed tugevdavad massilise klastri RDCS 1252. röntgenvaatlused. Chandra ja Euroopa Kosmoseagentuuri XMM-Newton andsid astronoomidele täpseimad mõõtmised tohutu klastri ümber tunginud tohutu kuuma gaasipilve omaduste kohta. See 160 miljoni kraadine Fahrenheiti (70 miljonit kraadi Celsiuse järgi) gaas on enamiku klastri raskete elementide reservuaar ja selle kogumassi täpne jälgija. Euroopa Lõuna vaatluskeskuse (ESO) ja kolleegide Piero Rosati artikkel RDCS 1252 röntgenvaatlustest avaldatakse 2004. aasta jaanuaris ajakirjas Astronomical.
"Chandra terav nägemine lahendas kuuma gaasi halo kuju ja näitas, et RDCS 1252 on oma vanuse jaoks väga küps," ütles Rosati, kes avastas klastri ROSAT-i röntgenteleskoobi abil.
RDCS 1252 võib sisaldada tuhandeid galaktikaid. Enamik neist galaktikatest on tuvastamiseks liiga nõrgad. Kuid ACS-i võimsad “silmad” tõid neist esile mitusada. Vaatlused ESO väga suure teleskoobi (VLT) abil võimaldasid klastri kauguse täpset mõõtmist. ACS võimaldas teadlastel täpselt kindlaks määrata 100 galaktika kuju ja värvid, pakkudes teavet neis elavate tähtede vanuse kohta. ACS-i meeskonna hinnangul moodustus enamik klastri tähtedest juba siis, kui universum oli umbes 2 miljardit aastat vana. Lisaks näitasid röntgenvaatlused, et 5 miljardit aastat pärast suurt pauku oli ümbritsev kuum gaas rikastatud nende tähtede raskete elementidega ja galaktikatest minema pühitud.
Kui enamik RDCS 1252 galaktikaid on jõudnud küpsuseni ja elavad vaikses täiskasvanueas, on kauges prossis moodustuvad galaktikad nende energilises, rahutud nooruses.
Protoklaster TN J1338 sisaldab massiivset embrüonaalset galaktikat, mida ümbritsevad väiksemad arenevad galaktikad, mis näevad Hubble'i pildil välja nagu punktid.
Valitsev galaktika tekitab suurejoonelisi raadiolaineid kiirgavaid reaktiivlennukeid, mida õhutab ülimassiivne must auk galaktika tuumas sügaval. Nende pihustite ja gaasi koostoime võib stimuleerida tähtede sündi.
Raadioteleskoopide abil tehtud energilise raadiogalaktika avastus ajendas astronoome jahtima väiksemaid galaktikaid, mis moodustavad klastri suurema osa.
"Massiivsed klastrid on universumi linnad ja neis asuvad raadiogalaktikad on suitsukastid, mida saame kasutada nende leidmiseks, kui need alles hakkavad tekkima," sõnas Miley.
Need kaks järeldust rõhutavad paljude erinevate teleskoopide vaatluste ühendamise võimet, mis pakkusid vaateid kaugele universumile lainepikkuste vahemikus. Hubble'i täiustatud kaamera andis kriitilist teavet mõlema kauge galaktikaparve struktuuri kohta. Chandra ja XMM-Newtoni röntgennägemus sisaldas esmase gaasi olulisi mõõtmisi, millesse on paigutatud RDCS 1252 galaktikad, ja selle klastri kogumassi täpseid hinnanguid. Suured maapinnal asuvad teleskoobid, nagu VLT, näitasid mõlema klastri kaugust ja neis asuvate galaktikate keemilist koostist täpselt.
ACS-i meeskond viib läbi kaugete klastrite täiendavaid vaatlusi, et kinnistada meie arusaama sellest, kuidas need noored klastrid ja nende galaktikad tänapäeval nähtavate asjade kuju saavad. Nende kavandatud vaatluste hulka kuulub infrapunakiirguse vaatluste kasutamine tähtede moodustumise kiiruse analüüsimiseks mõnes sihtklastris, sealhulgas RDCS 1252, et mõõta nende massiliste struktuuride tähtede moodustumise kosmilist ajalugu. Samuti otsib meeskond protoklastrite lisanäitajaid mitme ultra-kaugema raadiogalaktika ümbrusest. Meeskonna peamine teaduslik eesmärk on luua terviklik pilt klastrite evolutsioonist, alustades kõige varasematest ajastutest ja täpsustades evolutsiooni tänapäevani.
Algne allikas: Hubble'i pressiteade
