Csupán 770 millió évvel az ősrobbanás után formálódott galaxishalmazt fedeztek fel a chilei Blanco-távcsővel.
Amikor a Világegyetem 770 millió éves volt, ami jelenlegi korának csupán 5,5%-a, hatalmas galaxishalmazok alakultak ki. A csillagászok felfedeztek egy hosszúkás protohalmazt ebben a korai fázisban – és ennek megfelelően tőlünk rendkívül távol –, amely két kisebb, valószínűleg összeolvadni készülő galaxiscsoportból áll. A kutatók szerint a felfedezés egyedülálló, mivel természetes laboratóriumot szolgáltat a reionizáció időszakának vizsgálatához.
A mai galaxishalmazokat több száz különálló csillagváros alkotja. E halmazok több milliárd évvel ezelőtt a galaxisok tengerének enyhe sűrűsödéseiként kezdték életüket. A most felfedezett LAGER-z7OD1 jelű protohalmaz összesen 21 galaxist tartalmaz egy mindössze 26,4-szer 12 ívperces égterületen. Mind nagyjából egyenlő távolságra vannak a Földtől, de ötször sűrűbben helyezkednek el, mint a tőlünk hasonló távolságra lévő átlagos galaxisok. A felfedezést 2021. január 25-én tették közzé a Nature Astronomy című lapban.
Weida Hu (Kínai Tudományos és Technológiai Egyetem) és munkatársai a chilei Cerro Tololo Amerikaközi Obszervatóriumban található, 4 m-es Blanco-távcsövére szerelt és a Dark Energy Survey programjához kifejlesztett nagy látómezejű CCD-kamerával találták meg a protohalmazt. Egy keskeny sávú közeli infravörös szűrővel ionizált hidrogén nyomát keresték a fiatal galaxisokban a Lyman-alfa tartományban. Ennek az ultraibolya sugárzásnak a hullámhossza jelentősen megnő, amikor a táguló Univerzumon áthalad, így már a közeli infravörös tartományban jár, mire a csillagászok detektálják.
A két 6,5 méteres Las Campanas-i Magellan-teleszkóp spektroszkópiai mérései már 16 galaxis esetében megerősítették, hogy extrém nagy távolságban vannak tőlünk (a vöröseltolódásuk 6,93). A kutatók szerint a LAGER-z7OD1 egy gigászi galaxishalmazzá fog fejlődni: olyan hatalmassá, hogy nagyjából 100 millió fényév átmérőjű lesz, és tömege a közeli Coma-halmaz tömegének mintegy kétszeresére nő.
A csillagászok úgy gondolják, hogy az ehhez hasonló fényes, fiatal galaxisok voltak annak a sugárzásnak a fő forrásai, amely a semleges hidrogént reionizálta a korai Világegyetemben. Az ősrobbanás után 770 millió évvel a reionizáció folyamata nagyrészt lezárult. Hu és munkatársai szerint azonban a LAGER-z7OD1 protohalmaz egyes galaxisait körülvevő ionizált gázbuborékok éppen egy folyamat közepén vannak, melynek során hatalmas buborékká egyesülnek a halmaz körül.
Még korábbra visszatekintve azt tapasztalnánk, hogy a galaxisok Lyman-alfa sugárzása egészen a közép-infravörös tartományig tolódik el, messze a földfelszíni teleszkópok érzékelési határán kívülre. Itt vesszük hasznát az űrbe telepített távcsöveknek. „A James Webb-űrtávcső akár a 15-ös vöröseltolódású galaxisokat is érzékelheti majd, és talán felfedezhet 10–13-as vöröseltolódású protohalmazokat is.” – mondja Huub Röttgering (Leiden Observatory). A teleszkóp, amelyet 2021 második felében terveznek felbocsátani, még több információt fog szolgáltatni a korai Világegyetem ionizációs sugárforrásairól.
Eközben az európai LOFAR rádióantenna-hálózathoz és az ausztráliai alacsony frekvenciás rádióantenna-hálózathoz hasonló műszerek rádiócsillagászati megfigyelései fényt deríthetnek az ionizált gázbuborékok eloszlására és növekedési ütemére. „Tíz év múlva sokkal többet fogunk tudni a reionizáció időszakáról.” – mondta Röttgering.
Forrás: Sky & Telescope
