Otkriven klaster SPT2349-56: Više od 30 galaksija zbijeno je u prostoru od ~500.000 svetlosnih godina, u svemiru starom 1,4 milijarde godina. Atmosfera klastera je najmanje 5× toplija nego što predviđaju modeli, verovatno zbog energije iz tri supermasivne crne rupe i intenzivne formacije zvezda. Nalaz ukazuje na nedostatke u trenutnim teorijama rasta i zagrevanja intraklaster medijuma; rad je objavljen 5. januara u Nature.
Otkriven Najraniji I Najtopliji Klaster Galaksija SPT2349-56 — Ruši Postojeće Teorije
An artist's impression of the galaxy cluster in the very early universe. Containing about 30 galaxies including three with supermassive black holes (depicted here with jets), the cluster is filled with an extraordinarily hot gas (illustrated here in red). | Credit: Lingxiao Yuan.
U svemiru starom svega 1,4 milijarde godina nakon Velikog praska otkriven je neobično kompaktan i ekstremno topao klaster galaksija: SPT2349-56. Više od 30 galaksija zbijeno je u zapremini od oko 500.000 svetlosnih godina, a atmosfera klastera (intraklaster medijum) je najmanje pet puta toplija nego što predviđaju aktuelni modeli.
Otkriven je pomoću mreže ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) u Čileu, a rezultat dovodi u pitanje naše razumevanje brzine formiranja velikih struktura u ranoj kosmičkoj istoriji.
Šta su istraživači zabeležili
Voditelj rada, Dazhi Zhou (University of British Columbia), i kolege su utvrdili ekstremno visoku temperaturu intraklaster medijuma indirektnom metodom poznatom kao Sunyaev–Zeldovich (SZ) efekt. Taj efekat opisuje kako klasteri menjaju energiju fotona kosmičke mikrovalne pozadinske zračenjа (CMB) kroz raspršenje na vrućim elektroniма.
„Nismo očekivali da ćemo videti toliko toplu klastersku atmosferu tako rano u kosmičkoj istoriji“, rekao je Zhou. „Ovaj gas je najmanje pet puta topliji nego što su predviđanja, i čak topliji i energetičniji nego u mnogim savremenim klasterima.“
Mogući uzroci i implikacije
Istraživači navode da u SPT2349-56 postoje najmanje tri nedavno otkrivene supermasivne crne rupe koje verovatno ispuštaju velike količine energije (aktivnost kao AGN) u okolinu. Ta kombinacija intenzivnog formiranja zvezda, aktivnih crnih rupa i gustoće sistema može ubrzati zagrevanje atmosfere klastera znatno brže nego što predviđaju postojeći modeli.
Za poređenje: galaksije u ovom klasteru stvaraju zvezde brzinom otprilike 5.000 puta većom od Mlečnog Puta (koji u proseku rađa manje od deset novih zvezda godišnje). Veličinom, sistem je sličan halo-u starih zvezda i tamne materije oko Mlečnog Puta, što znači da su članice same po sebi relativno male, ali snažno aktivne.
Šta ovo znači za teorije formiranja klastera
Prethodno otkriveni rani sistemi, označavani kao protoklasteri (npr. z660D ili A2744z7p9OD), još nisu bili potpuno gravitaciono vezani i stoga nisu pokazivali visoke temperature intraklaster medijuma. SPT2349-56 deluje kao izuzetak: izgleda da je već razvio pregrejanu atmosferu, što ukazuje na to da su procesi koji zagrevaju gas — poput sudara galaksija, aktivnih galaktičkih jezgara i ubrzanih dinamika — mogli delovati ranije i snažnije nego što misle modeli.
Dalji koraci
Astronomi planiraju dodatna posmatranja u različitim talasnim dužinama i detaljnije simulacije kako bi utvrdili tačan odnos između aktivnih crnih rupa, intenzivne formacije zvezda i zagrevanja intraklaster medijuma u ovom ranom periodu svemira. Rad sa nalazima objavljen je 5. januara u časopisu Nature.
Za čitaoce: SPT2349-56 je važan primer da rani svemir može biti složeniji i aktivniji nego što su nam modeli sugerisali — i da nas očekuju značajna prilagođavanja u teorijama formiranja velikih kosmičkih struktura.
Pomozite nam da budemo bolji.
