Astronomii NASA s-au uitat în trecut, la începutul universului, la doar 650 de milioane de ani după Big Bang, și au văzut cum șapte galaxii care interacționau au format un protocluster.
În prezent, acest protocluster este cel mai îndepărtat cluster de galaxii a cărui existență a fost confirmată de oamenii de știință. Simulările arată că sistemul va crește într-unul dintre cele mai mari și mai vechi grupuri de galaxii cunoscute din univers, de peste 100 de ori mai masiv decât propria noastră galaxie, Calea Lactee.
Un articol care descrie rezultatele studiului a fost publicat în The Astrophysical Journal Letters. Autorul principal este Takahiro Morishita, cercetător la Centrul de Astronomie IPAC de la Institutul de Tehnologie din California.
Șapte galaxii au fost descoperite pentru prima dată cu ajutorul telescopului spațial Hubble al NASA. Cu toate acestea, deși toate galaxiile au fost observate de-a lungul aceleiași linii de vedere, Hubble nu a fost suficient de sensibil pentru a determina exact cât de departe erau galaxiile una de cealaltă.
Folosind telescopul spațial James Webb (JWST) de la NASA, echipa a reușit să măsoare cu precizie distanța de la Pământ la fiecare dintre cele șapte galaxii, măsurând o proprietate numită deplasare spre roșu. Redshift-ul este o măsură a cât de departe sunt galaxiile de Pământ – cu cât o galaxie este mai departe, cu atât mai mare este deplasarea către roșu.
Datorită expansiunii universului nostru, lumina din galaxii se schimbă la lungimi de undă mai lungi, „mai roșii” odată cu distanța, la fel cum undele sonore de la o sirenă de ambulanță care trec pe lângă tine trec la frecvențe mai lungi și mai joase pe măsură ce ambulanța se îndepărtează de tine.
Pentru a studia deplasarea către roșu a unei galaxii, astronomii înregistrează spectrele acesteia – curcubeul lungimilor de undă emise de galaxie – și caută semnături cunoscute ale moleculelor precum hidrogenul și heliul. Aceste lungimi de undă se vor deplasa sau se vor înroși odată cu creșterea distanței.
În mod surprinzător, fiecare galaxie are aceeași deplasare spre roșu de 7,88, ceea ce înseamnă 13 miliarde de ani lumină de Pământ (pentru referință, un an lumină, distanța pe care o parcurge lumina într-un an, este de 9,4 trilioane km), ceea ce indică faptul că toate sunt aglomerate. Sistemul, situat în constelația Sculptor, este în prezent cel mai îndepărtat protocluster confirmat spectroscopic până în prezent.
Deoarece lumina acestor galaxii călătorește către telescoape de miliarde de ani, astronomii le văd așa cum existau cu foarte mult timp în urmă, la doar sute de milioane de ani după nașterea universului nostru. Având în vedere dimensiunea lor la acea vreme, ele ar putea fi printre cele mai timpurii galaxii care s-au format vreodată. Deși nu putem vedea clusterul așa cum există astăzi, simulările numerice sugerează că ar putea fi acum unul dintre cele mai mari clustere din univers.
Oamenii de știință spun că clusterele de această natură sunt foarte rare și greu de detectat. „Este puțin probabil să găsim un alt sistem special ca acesta cu JWST”, spune Morishita. „Având în vedere că JWST vede zone relativ mici ale cerului, avem nevoie de un telescop care să poată vedea o imagine mai mare”.
În următorul deceniu, descoperiri similare vor fi posibile de telescopul spațial Rome Nancy Grace, un viitor observator NASA care se va lansa la începutul anului 2027. Capacitatea sa de a supraveghea suprafețe mari va fi de peste 100 de ori mai mare decât cea a JWST și va facilita identificarea clusterelor de galaxii din universul timpuriu, precum cel găsit în acest studiu.
Citeste si: