2014.05.23. - Igazolták egy galaxishalmaz létezését 10 milliárd fényév távolságban

A korai univerzum galaxishalmazai kulcsfontosságú szerepet játszanak a galaxisok kialakulásának és fejlődésének megértésében, de csak nagyon kevés képviselőjét ismerjük ezeknek a nagyon távoli objektumoknak.

A nagy tömegű galaxisok szerkezete és csillagpopulációja jelentékenyen változik a korukkal, kialakulásuk és fejlődésük problémája azonban máig megoldatlan. A legidősebb és legnagyobb tömegű galaxisok sok tagot magukba foglaló halmazokba tömörülnek. A korai univerzum ezen óriási objektumairól azt gondoljuk, hogy kulcsfontosságú szerepet játszhatnak az idős galaxisok életciklusának megértésében. Sajnos azonban eddig csak nagyon keveset sikerült azonosítani közülük. Andrew Newman (Carnegie Institution) és munkatársai most egyel növelték a számukat a JKCS 041 katalógusjelű, nagyon távoli halmaz létezésének megerősítésével. Newman szerint észleléseik nevezett halmazt a korai univerzum egyik legalaposabban tanulmányozott objektumává teszik.

Bár a csoport a megfigyeléseket még 2006-ban kezdte, évekbe telt, mire a világ legnagyobb teljesítményű teleszkópjai által összegyűjtött adatok alapján végül meg tudták határozni a halmaz távolságát. A Hubble-űrtávcsövet használták a távoli halmaz éles képének, illetve a tagok színképeinek rögzítésére. Az adatok alapján azt találták, hogy 19 galaxis pontosan ugyanakkora, mintegy 9,9 milliárd fényév távolságban van tőlünk, ez pedig azt jelenti, hogy a korai univerzum egyik galaxishalmazával van dolgunk.

A Chandra műholddal végzett korábbi megfigyelések a halmaz irányából érkező erős röntgenemissziót mutattak ki. Stefano Andreon (Osservatorio Astronomico di Brera), egy párhuzamos tanulmány vezető szerzőjének magyarázata szerint a röntgensugárzás valószínű forrása a nagy tömegű galaxishalmaz gravitációja által körülbelül 80 millió fokosra felfűtött halmazbeli intergalaktikus gáz.

A Hubble-űrtávcső felvétele az JKCS 041 jelű, újonnan azonosított, 9,9 milliárd fényév távolságban lévő galaxishalmazról. A halmaz tagjait körök jelölik. A sárga azt jelenti, hogy az adott galaxisban már leállt a csillagkeletkezés, a kék kör pedig azt a néhányat jelzi, melyekben ez még nem következett be.
[Carnegie Institution]

A legnagyobb tömegű és legöregebb galaxisokat halmazokba tömörülve figyelhetjük meg. Nem tudjuk azonban, hogy ezekben a galaxisokban miért állt le az új csillagok keletkezése, és kerültek egyfajta nyugalmi, alvó állapotba. Időben addig visszatekintve, mikor a JKCS 041 tagjai még csak 1 milliárd évesek voltak, azaz koruk a jelenleginek 10 százaléka volt csupán, a csoport azt találta, hogy ez a nyugalmi állapot a legtöbb galaxisnál már bekövetkezett. Mivel a JKCS 041 a maga kategóriájában a legtávolabbi ismert galaxishalmaz, Newman szerint egyedülálló lehetőséget kínál az idős galaxisok részletes vizsgálatára és eredetük jobb megértésére.

Nyugalmi fázisuk elérése után a nagy tömegű galaxisok mérete tovább növekszik, az elképzelések szerint ütközések révén, melyek következtében a kisebb objektumok új, nagyobb galaxisokká egyesülnek. A sejtés az, hogy az ütközési folyamatok elsődleges színterei a korai halmazok, meglepetésre azonban Newman és kollégái azt találták, hogy a JKCS 041 galaxisai közel ugyanolyan ütemben növekedtek csak, mint a nem halmazbeli galaxisok.

Az eredményeket részletező szakcikkek az Astrophysical Journal és az Astronomy & Astrophysics c. folyóiratokban jelentek meg.

Forrás:

• ScienceDaily 2014.05.21.