Astronomii detectează un loc de naștere galactic surprinzător de imens în Universul timpuriu

Impresia artistică a unui protocluster. (ESO/M. Kornmesser)

În zorii Universului, astronomii au găsit o se stive pe de proporţii cosmice. Cel puțin 21 de galaxii, formând stele într-un ritm extraordinar, fuzionează împreună în primele etape ale formării unui cluster de galaxii. Și totul se întâmplă la 13 miliarde de ani lumină distanță - la doar 770 de milioane de ani după Marea explozie în sine.

Acesta este cel mai vechi protocluster descoperit până acum, numit LAGER-z7OD1, iar astăzi probabil a evoluat într-un grup de galaxii de 3,7 cvadrilioane de ori masa Soarelui.

Un protocluster atât de mare, atât de timpuriu în Univers - abia clipi cosmic de când s-a ridicat cortina asupra vieții, a Universului și a tot - ar putea conține câteva indicii vitale cu privire la modul în care fumul primordial s-a curățat și luminile aprinse , trimițând lumină în flux liber prin spațiu.

Universul nostru este un loc masiv interconectat. Galaxiile pot părea relativ de sine stătătoare, dar mai mult de jumătate dintre galaxii sunt legate gravitațional împreună în grupuri sau grupuri, structuri uriașe de sute până la mii de galaxii.

Începuturile unor astfel de clustere nu sunt necunoscute în Universul timpuriu. Au fost găsite protoclustereaproape la fel de departeca LAGER-z7OD1,unele chiar mai mari, sugerând că clusterele ar putea începe asamblarea mult mai repede decât se credea posibil.

Dar LAGER-z7OD1, conform unei echipe de cercetători condusă de astronomul Weida Hu de la Universitatea de Știință și Tehnologie din China, este special. Poate dezvălui indicii despre una dintre cele mai misterioase etape din istoria Universului: Epoca Reionizării.

„Volumul total al bulelor ionizate generate de galaxiile sale membre este comparabil cu volumul protoclusterului însuși, ceea ce indică faptul că asistăm la fuziunea bulelor individuale și că mediul intergalactic din protocluster este aproape complet ionizat. ' au scris în lucrarea lor .

„LAGER-z7OD1 oferă astfel un laborator natural unic pentru a investiga procesul de reionizare”.

Vezi tu, spațiul nu a fost întotdeauna locul minunat, transparent, care este astăzi. În primele 370 de milioane de ani, a fost umplut cu o ceață fierbinte și tulbure de gaz ionizat. Lumina nu a putut să călătorească liber prin această ceață; a împrăștiat electroni liberi și atât.

Odată ce Universul s-a răcit suficient, protonii și electronii au început să se recombine în atomi de hidrogen neutri. Aceasta însemna că lumina - nu că ar fi fost mult, încă - ar putea călători în sfârșit prin spațiu.

Pe măsură ce primele stele și galaxii au început să se formeze, lumina lor ultravioletă a reionizat hidrogenul neutru omniprezent în Univers: mai întâi în bule localizate în jurul surselor ultraviolete, iar apoi în zone din ce în ce mai mari, pe măsură ce bulele ionizate se conectau și se suprapuneau, permițând întregul spectru de radiația electromagnetică să circule liber.

La aproximativ 1 miliard de ani după Big Bang, Universul a fost complet reionizat. Aceasta înseamnă că este mai dificil să sondați dincolo de acest punct (la aproximativ 12,8 ani lumină distanță), dar înseamnă și că procesul de reionizare în sine este dificil de înțeles.

În mod ideal, aveți nevoie de obiecte cu adevărat strălucitoare ale căror radiații ionizante ar putea tăia hidrogenul neutru și asta căutau Hu și echipa sa cu Galaxiile Alfa Lyman în sondajul Epoca Reionizării. Acestea sunt galaxii mici, din Universul timpuriu, care formează stele într-un ritm nebunesc, ceea ce înseamnă că pot fi detectate la distante destul de mari , în interiorul Epocii Reionizării. Acest lucru le face probe utile ale perioadei.

În căutarea lor, cercetătorii au găsit LAGER-z7OD1, o regiune supradensă de galaxii într-un volum tridimensional al spațiului care măsoară 215 milioane pe 98 milioane pe 85 milioane ani-lumină. Acest volum conținea două sub-protoclustere distincte care fuzionează într-unul mai mare, cu cel puțin 21 de galaxii, dintre care 16 au fost confirmate.

Volumul total al spațiului ionizat din jurul galaxiilor a fost puțin mai mare decât volumul LAGER-z7OD1.

„Acest lucru demonstrează suprapuneri substanțiale între bulele individuale, ceea ce indică faptul că bulele individuale se contopesc în una sau două bule gigantice”, au scris cercetătorii .

Deci, nu numai că protoclusterul reprezintă un exemplu excelent de acest fel, oferind un nou punct de date pentru studierea modului în care aceste structuri se formează și apar, precum și formarea stelelor în Universul timpuriu, dar oferă o fereastră unică în acest fel. formarea și combinarea de bule ionizate în mijlocul epocii de reionizare.

Cu toate acestea, ce perspective vor apărea încă nu au fost descoperite. După cum observă cercetătorii, aceasta va fi opera telescoapelor viitoare, mai puternice, care vor putea observa mai bine detaliile mai fine ale procesului de reionizare.

Cercetarea echipei a fost publicată în Astronomia naturii .

Despre Noi

Publicarea Faptelor Independente, Dovedite Ale Rapoartelor Privind Sănătatea, Spațiul, Natura, Tehnologia Și Mediul.