Astronomi su otkrili najudaljenije „opušteno“ jato galaksija do sada — najudaljenije jato ikada primećeno koje nije poremećeno nasilnim sudarima sa drugim jatom galaksija. Ovo otkriće utire put učenju kako i kada se formiraju neke od ovih gigantskih struktura i zašto univerzum izgleda kao što izgleda u današnje vreme.
Da bi pronašli ovo udaljeno i mlado jato galaksije, timovi naučnika su koristili podatke NASA-ine rendgenske opservatorije Chandra, NASA-inog penzionisanog svemirskog teleskopa Spitzer, teleskopa Južnog pola Nacionalne naučne fondacije/Odeljenja za energetiku i projekta Dark Energi Survei u Čileu. Oni su objavili rezultate u seriji od tri rada.
Ovo jato galaksija, nazvano SPT-CL J2215-3537 (skraćeno SPT2215), udaljeno je oko 8,4 milijarde svetlosnih godina od Zemlje, a vidi se kada je svemir star samo 5,3 milijarde godina, u poređenju sa njegovom trenutnom starošću od 13,8 milijardi godina. To implicira da je SPT2215 dobio prednost u svom formiranju u poređenju sa drugim klasterima slične veličine, i da je „kodirao“ poslednjih milijardu godina, omogućavajući mu da se opusti. Astronomi procenjuju da jato ima masu oko 700 triliona puta veću od mase Sunca.
Jata galaksija su skup desetina do stotina galaksija zajedno sa ogromnim količinama vrućeg gasa i tamne materije koje ispunjavaju prostor između galaksija, a sve zajedno drži gravitacija. Ovaj gas – koji ima temperaturu od miliona stepeni i zrači rendgenskim zracima – može delovati kao trag za ono što se dešava sa jatom.
Jata galaksija rastu tokom vremena spajanjem sa drugim jatom ili grupama galaksija, izazivajući poremećaje u gasu klastera kao što su asimetrije ili oštre karakteristike. Međutim, sa dovoljno vremena da se „opusti“ bez spajanja, gas može poprimiti uglađen, miran izgled.
„Do sada nismo videli opušteno jato galaksija tako udaljeno kao SPT2215“, rekao je Majkl Kalzadila sa Masačusetskog tehnološkog instituta (MIT), vodeći autor najnovijeg od tri rada, koji je potvrdio da je jato opušteno i izveštava o drugim ključnim osobinama jata.
U sredini SPT2215 nalazi se velika galaksija u čijem centru se nalazi džinovska crna rupa. Rad Kalzadile otkrio je ogromne količine novih zvezda koje se formiraju u ovoj velikoj galaksiji. Formiranje zvezda u centralnoj galaksiji jata je podstaknuto hlađenjem vrelog gasa kada se jato opusti.
Koliko brzo se gas hladi i formira zvezde utiče ponašanje džinovske crne rupe u centru klastera. Ako crna rupa pokreće previše snažnih izbijanja, tada se većina gasa u jatu sprečava da se dovoljno ohladi da formira poplavu novih zvezda. Za razliku od većine opuštenih klastera posmatranih sa Chandra, čini se da džinovska crna rupa u SPT2215 ne sprečava takvo hlađenje.
„Čini se da je crna rupa u SPT2215 dovoljno tiha da dozvoli da formiranje zvezda cveta“, rekao je Majkl Mekdonald, takođe sa MIT-a, koji je koautor sva tri rada.
Još jedna ključna karakteristika SPT2215 je izolacija njegove centralne galaksije. Ne postoje druge galaksije u krugu od oko 600.000 svetlosnih godina koje su ni blizu tako svetle ili produžene. Ovo implicira da klaster nije doživeo spajanje sa drugim klasterom u poslednjih milijardu godina, što daje još jedan dokaz da je SPT2215 opušten.
Naučnici nisu bili sigurni da će pronaći jato galaksija koje je bilo opušteno u ovoj epohi univerzuma, jer oni obično još uvek prolaze kroz nemire spajanja sa drugim jatima ili grupama galaksija kako se povećavaju.
„Činjenica da je ovo jato tako masivno, tako rano u univerzumu, sugeriše zaista uzbudljivu, brzu istoriju formiranja“, rekla je Lindzi Blim iz Nacionalne laboratorije Argonne pri Ministarstvu energetike SAD u Lemontu, Ilinois, čiji je tim prvi prijavio da je uočio jato 2020. godine, u prvom od tri rada. „Ipak, činjenica da je opuštena sugeriše suprotno. To bi bilo kao da nađete urednu kuhinju odmah nakon gužve na večeri.“
Ovi rezultati na SPT2215 se dobro uklapaju sa rezultatima NASA-inog svemirskog teleskopa Džejms Veb, koji je pokazao da se galaksije formiraju u veoma mladoj dobi.
„Opušteni klasteri poput SPT2215 su jedan od putokaza koji su korišćeni za merenje širenja univerzuma“, rekao je Adam Manc sa Univerziteta Stanford, koji je prvi izvestio o opuštenom statusu SPT2215 koristeći Chandra podatke 2022. godine, u drugom radu. „Dodavanje ovakvih udaljenih objekata našem uzorku opuštenih klastera omogućava nam da bolje ograničimo ubrzanje kosmičke ekspanzije i svojstva tamne energije koja ga pokreće.
Rad je objavljen u The Astrophisical Journal.
