Wielkie odkrycie 8,4 miliarda lat świetlnych od Ziemi wprawia naukowców w osłupienie | Nowości technologiczne

Ta gromada galaktyk, zwana SPT-CL J2215-3537 (w skrócie SPT2215), jest najodleglejszą kiedykolwiek zaobserwowaną gromadą, która nie została zakłócona przez gwałtowne zderzenia z innymi gromadami galaktyk.

SPT2215 znajduje się około 8,4 miliarda lat świetlnych od Ziemi i można ją zobaczyć, gdy Wszechświat ma zaledwie 5,3 miliarda lat, w porównaniu do obecnego wieku 13,8 miliarda lat.

Oznacza to, że SPT2215 miał przewagę w formowaniu się w porównaniu z innymi grupami o podobnej wielkości i że „spadał” przez ostatni miliard lat, pozwalając mu się odprężyć.

Astronomowie szacują, że jego masa jest około 700 bilionów razy większa od masy Słońca.

Gromady galaktyk to zbiory od dziesiątek do setek galaktyk, wraz z ogromnymi ilościami gorącego gazu i ciemnej materii, które wypełniają przestrzeń między galaktykami, wszystkie związane grawitacyjnie.

Rosną z czasem, łącząc się z innymi gromadami galaktyk, powodując zakłócenia w gazie gromady. Mając wystarczająco dużo czasu na „relaks” bez fuzji, gaz może przybrać gładki, spokojny wygląd.

Zespoły naukowców wykorzystały dane z Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra NASA, ich emerytowanego Kosmicznego Teleskopu Spitzera, Teleskopu Antarktycznego National Science Foundation/DOE oraz Dark Energy Survey w Chile.

„Jak dotąd nie widzieliśmy wyluzowanej gromady galaktyk tak odległej jak SPT2215” – powiedział Michael Calzadella z Massachusetts Institute of Technology (MIT), główny autor trzech ostatnich artykułów.

W środku SPT2215 znajduje się duża galaktyka zawierająca w swoim centrum supermasywną czarną dziurę. Artykuł Calzadilli odkrył ogromne ilości nowych gwiazd powstających w tej dużej galaktyce. Powstawanie gwiazd w centralnej galaktyce gromady jest napędzane przez ochładzanie się gorącego gazu, gdy gromada staje się rozluźniona.

Zachowanie supermasywnej czarnej dziury w centrum gromady wpływa na to, jak szybko gaz ochładza się, tworząc gwiazdy.

Jeśli czarna dziura spowoduje zbyt wiele potężnych eksplozji, większość gazu w gromadzie nie ostygnie na tyle, by uformować powódź nowych gwiazd. W przeciwieństwie do większości luźnych gromad obserwowanych za pomocą Chandry, supermasywna czarna dziura w SPT2215 nie wydaje się zapobiegać takiemu ochładzaniu.

„Czarna dziura w SPT2215 wydaje się być wystarczająco cicha, aby umożliwić rozkwit formowania się gwiazd” – powiedział Michael McDonald, współautor wszystkich trzech badań.

Inną ważną cechą SPT2215 jest izolacja jej centralnej galaktyki. Żadna inna galaktyka w promieniu 600 000 lat świetlnych nie jest tak jasna ani tak rozległa.

Tak więc klaster nie doświadczył fuzji z inną grupą od mniej więcej ostatniego miliarda lat, co stanowi kolejny dowód na to, że SPT2215 jest rozluźniony.

Naukowcy nie byli pewni, czy uda im się znaleźć grupę galaktyk, która była rozluźniona w tej epoce wszechświata, ponieważ zwykle nadal przechodzą one turbulencje związane z łączeniem się z innymi grupami lub grupami galaktyk w miarę wzrostu ich rozmiarów.

„Fakt, że ta gromada jest tak masywna, tak wcześnie we wszechświecie, wskazuje na ekscytującą i szybką historię powstawania” – powiedziała Lindsey Plame z Narodowego Laboratorium Argonne w Lemont w stanie Illinois w Departamencie Energii Stanów Zjednoczonych, której zespół poinformował o odkryciu gromady w 2020 roku.

Jednak fakt, że jest wygodny, wskazuje na coś przeciwnego. To byłoby jak znalezienie schludnej kuchni zaraz po obiedzie.

Te wyniki na SPT2215 pasują do tych z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba NASA, który pokazał, że galaktyki powstają w bardzo młodym wieku.

„Zrelaksowane gromady, takie jak SPT2215, są jednymi ze wskaźników używanych do pomiaru rozszerzania się Wszechświata” – powiedział Adam Mantz z Uniwersytetu Stanforda, który opisał stan rozluźnienia SPT2215, korzystając z danych Chandra w 2022 roku.

Dodanie takich odległych obiektów do naszej próbki rozluźnionych gromad pozwala nam lepiej ograniczyć przyspieszenie kosmicznej ekspansji i właściwości ciemnej energii, które ją napędzają.

Więcej: Wykryto sygnały radiowe z galaktyki oddalonej o 9 000 000 000 lat świetlnych