Галактическое скопление, расположенное примерно в 10,2 миллиардов световых лет от Земли, было обнаружено путем объединения данных рентгеновской обсерватории Чандра НАСА с оптическими и инфракрасными телескопами. Скопление, JKCS041, является самым отдаленным из наблюдаемых скоплений галактик, и мы видим его, когда Вселенная составляла лишь около четверти своего нынешнего возраста. Расстояние кластера бьет предыдущий рекордсмен около миллиарда световых лет.
Галактические кластеры являются крупнейшими гравитационно связанными объектами во Вселенной. Обнаружение такой большой структуры в эту очень раннюю эпоху может дать важную информацию о том, как развивалась Вселенная на этом критическом этапе.
JKCS041 находится на грани того, что ученые считают, что скопления галактик могут существовать в ранней Вселенной, исходя из того, сколько времени им потребуется для их сборки. Следовательно, изучение его характеристик - таких как состав, масса и температура - покажет больше о том, как сформировалась Вселенная.
«Этот объект близок к пределу расстояния, ожидаемого для скопления галактик», - сказал Стефано Андреон из Национального института астрофизики (INAF) в Милане, Италия. «Мы не думаем, что гравитация может работать достаточно быстро, чтобы создавать скопления галактик намного раньше».
JKCS041 был первоначально обнаружен в 2006 году в ходе обследования, проведенного в Соединенном Королевстве с помощью инфракрасного телескопа (UKIRT). Расстояние до скопления было затем определено из оптических и инфракрасных наблюдений от UKIRT, телескопа Канада-Франция-Гавайи на Гавайях и космического телескопа Спитцер НАСА. Инфракрасные наблюдения важны, потому что оптический свет от галактик на больших расстояниях смещается в инфракрасные длины волн из-за расширения Вселенной.
Данные Чандры были последним, но крайне важным доказательством, поскольку они показали, что JKCS041 действительно был скоплением галактик. Расширенное рентгеновское излучение, замеченное Чандрой, показывает, что между галактиками был обнаружен горячий газ, как и ожидалось для истинного скопления галактик, а не того, который был пойман в процессе формирования.
Кроме того, без рентгеновских наблюдений оставалась возможность того, что этот объект мог быть смесью различных групп галактик вдоль линии обзора или нитью, длинным потоком галактик и газа, если смотреть спереди. Масса и температура обнаруженного горячего газа, оцененные по наблюдениям Чандры, исключают обе эти альтернативы.
Степень и форма рентгеновского излучения, наряду с отсутствием центрального радиоисточника, свидетельствуют о возможности того, что рентгеновское излучение вызвано рассеянием космического микроволнового фонового света частицами, излучающими радиоволны.
Пока не возможно, с обнаружением только одного чрезвычайно отдаленного скопления галактик, проверить космологические модели, но ведутся поиски, чтобы найти другие скопления галактик на экстремальных расстояниях.
«Это открытие является захватывающим, потому что это похоже на обнаружение окаменелости тираннозавра, которая намного старше, чем любой другой известный», - сказал соавтор Бен Моуган из Университета Бристоля в Соединенном Королевстве. «Одно ископаемое может просто соответствовать нашему пониманию динозавров, но если бы вы нашли еще много, вам пришлось бы начать переосмысливать эволюцию динозавров. То же самое верно для скоплений галактик и нашего понимания космологии ».
Предыдущий рекордсмен по скоплению галактик находился на расстоянии 9,2 миллиарда световых лет, XMMXCS J2215.9-1738, обнаруженный XMM-Newton ESA в 2006 году. Это побило предыдущий рекорд расстояния всего на 0,1 миллиарда световых лет, в то время как JKCS041 превосходит XMMXCS J2215 .9 примерно в десять раз больше.
«Что удивительно в этом открытии, так это астрофизика, которую можно сделать с помощью подробных последующих исследований», - сказал Андреон.
Среди вопросов, которые ученые надеются решить, продолжая изучение JKCS041: Каково нарастание элементов (таких как железо), как в таком молодом объекте? Есть ли признаки того, что кластер все еще формируется? Относится ли температура и яркость рентгеновского излучения такого удаленного кластера к его массе так же просто, как для близлежащих кластеров?
Источник: EurekAlert
