O nouă descoperire surprinde momentul cosmic în care un roi de galaxii – printre cele mai mari structuri din univers – a început să se formeze la doar aproximativ un miliard de ani după Big Bang, cu unul sau două miliarde de ani mai devreme decât se credea anterior.
Rezultatul obținut cu ajutorul Observatorului de raze X Chandra și al Telescopului Spațial James Webb al NASA îi va determina pe astronomi să regândească momentul și modul în care s-au format cele mai mari structuri din univers.
Descoperirile sunt descrise într-o lucrare publicată săptămâna trecută în revista Nature.
Obiectul, cunoscut sub numele de JADES-ID1 datorită locației sale în cadrul „JWST Advanced Deep Extragalactic Survey” (JADES), are o masă de aproximativ 20 de trilioane de ori mai mare decât cea a Soarelui.
Astronomii clasifică JADES-ID1 drept „protocluster” deoarece trece în prezent printr-o fază timpurie și violentă de formare și într-o zi se va transforma într-un roi de galaxii.
CITEȘTE ȘI: Inima galaxiei Circinus. FOTO+VIDEO
Cu toate acestea, JADES-ID1 se găsește la o distanță mult mai mare – corespunzătoare unei perioade mult mai timpurii în univers – decât se așteptau astronomii pentru astfel de sisteme, oferind un nou mister despre cum s-a putut forma atât de repede.
„Acesta ar putea fi cel mai îndepărtat protocluster confirmat văzut vreodată. JADES-ID1 ne oferă noi dovezi că universul se grăbea enorm să crească.”, a arătat Akos Bogdan de la Centrul pentru Astrofizică | Harvard & Smithsonian (CfA),cercetătorul care a condus studiul.
Roiurile de galaxii conțin sute sau chiar mii de galaxii individuale imersate în rezerve enorme de gaz supraîncălzit, împreună cu cantități mari de materie întunecată nevăzută. Astronomii folosesc roiurile de galaxii pentru a măsura expansiunea universului și rolurile energiei întunecate și ale materiei întunecate, printre alte studii cosmice importante.
CITEȘTE ȘI: Telescopul Webb de la NASA a identificat cea mai veche supernovă de până acum. Cum arată galaxia gazdă? FOTO
„Este foarte important să vedem cu adevărat când și cum cresc roiurile de galaxii. Este ca și cum ai urmări o linie de asamblare care produce o mașină, în loc să încerci doar să-ți dai seama cum funcționează o mașină uitându-te la produsul finit.”, a adăugat co-autorul Gerrit Schellenberger, tot de la CfA.
Datele Chandra și Webb dezvăluie că JADES-ID1 conține cele două proprietăți care confirmă prezența unui protocluster: un număr mare de galaxii ținute împreună de gravitație (Webb vede cel puțin 66 de potențiali membri) care se află, de asemenea, într-un nor imens de gaz fierbinte (detectat de Chandra).
Pe măsură ce se formează un roi de galaxii, gazul cade spre interior și este încălzit de unde de șoc, atingând temperaturi de milioane de grade și strălucind în razele X.
Ceea ce face ca JADES-ID1 să fie excepțional este momentul remarcabil de timpuriu în care apare în istoria cosmică. Majoritatea modelelor universului prevăd că probabil nu va exista suficient timp și o densitate suficient de mare de galaxii pentru ca un protocluster de această dimensiune să se formeze la doar un miliard de ani după Big Bang.
Recordul anterior pentru un protocluster cu emisie de raze X este observat mult mai târziu, la aproximativ trei miliarde de ani după Big Bang.
„Ne-am gândit că vom găsi un protocluster ca acesta la două sau trei miliarde de ani după Big Bang – nu doar un miliard. Înainte, astronomii găseau galaxii și găuri negre surprinzător de mari la scurt timp după Big Bang, iar acum descoperim că și roiurile de galaxii pot crește rapid.”, a menționat co-autorul Qiong Li de la Universitatea din Manchester, Marea Britanie
După miliarde de ani, JADES-ID1 ar trebui să evolueze dintr-un protocluster într-un roi de galaxii masiv, precum cele pe care le vedem mult mai aproape de Pământ.
Pentru a găsi JADES-ID1, astronomii au combinat observații aprofundate atât de la Chandra, cât și de la Webb. Prin intenție, câmpul JADES se suprapune cu Chandra Deep Field South, locul celei mai profunde observații cu raze X efectuate vreodată.
Prin urmare, acest câmp este unul dintre puținele din întregul cer unde s-a putut face o astfel de descoperire. Într-un studiu anterior, o echipă de cercetători condusă de Li și Conselice a găsit alți cinci candidați pentru protocluster în câmpul JADES, dar numai în JADES-ID1 galaxiile sunt încorporate în gaz fierbinte. Doar JADES-ID1 posedă suficientă masă pentru a fi de așteptat un semnal de raze X provenit de la gaz fierbinte.
CITEȘTE ȘI: Galaxia Infinitului găzduiește o gaură neagră activă
„Descoperiri de acest gen se fac atunci când două telescoape puternice, precum Chandra și Webb, privesc fix aceeași porțiune de cer la limita capacităților lor de observare. O provocare pentru noi acum este să înțelegem cum a putut acest protocluster să se formeze atât de repede”, a subliniat co-autorul Christopher Conselice, tot de la Universitatea din Manchester.
Centrul Marshall Space Flight al NASA din Huntsville, Alabama, gestionează programul Chandra. Centrul de raze X Chandra al Observatorului Astrofizic Smithsonian controlează operațiunile științifice din Cambridge, Massachusetts, și operațiunile de zbor din Burlington, Massachusetts.
Autor: Corina Gheorghe
Foto: NASA/ ESA/ CSA
CITEȘTE ȘI: Ne putem „relaxa”?! Noi calcule arată că galaxiile Calea Lactee și Andromeda nu se vor ciocni. VIDEO
