Rendkívül izgalmas dolog, ha mélyen megnézjük a megfigyelhető univerzumot - és ennélfogva vissza a legkorábbi időszakokra. Ennek során a csillagászok képesek látni a legkorábbi galaxisokat az univerzumban, és többet megtudni arról, hogyan fejlődtek az idő múlásával. Ebből nemcsak láthatják, hogy a nagy léptékű struktúrák (például galaxisok és galaxisfürtök) hogyan alakulnak ki, hanem a sötét anyag szerepét is.
A közelmúltban egy nemzetközi tudóscsoport az Atacama nagy milliméter-milliméter-tömböt (ALMA) alkalmazta az Univerzum megfigyelésére, amikor csak 1,4 milliárd éves volt. Azt figyelték meg, hogy egy „protocluster” egy 12 galaxis sorozat, amely 12,4 milliárd fényév távolságban helyezkedik el és éppen összeolvad. Ennek eredményeként hatalmas galaxisfürt alakulna ki, amely az ismert univerzum egyik legnagyobb tárgya.
A közelmúltban megjelent a folyóiratban az eredményeket leíró tanulmány, melynek címe „Egy hatalmas mag egy galaxiscsoporthoz 4,3 vöröseltolódással” Természet. A vizsgálatot Tim Miller vezette - a Dalhousie Egyetem, a Halifax és a Yale Egyetem csillagásza - a NASA Jet Meghajtó Laboratóriumának, az Európai Déli Megfigyelő Intézet (ESO), a kanadai Nemzeti Kutatási Tanács, a Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ tagjait, a Nemzeti Rádiós Csillagászati Megfigyelőközpont, valamint több egyetem és kutatóintézet.
Amint a kutatásukban jelezték, ezt a protoklusztert (SPT2349-56 jelöléssel) először a Nemzeti Tudományos Alapítvány Déli-sark távcsője figyelt meg. Az Atacama Pathfinder Experiment (APEX) segítségével a csoport nyomon követési megfigyeléseket végzett, amelyek megerősítették, hogy ez egy rendkívül távoli galaktikus forrás, amelyet azután az ALMA-val megfigyelték. Az ALMA kiemelkedő felbontása és érzékenysége alapján képesek voltak megkülönböztetni az egyes galaxiseket.
Azt találták, hogy ezek a galaxisok 1000-szer gyorsabban csillagokat képeznek, mint a galaxisunk, és olyan térbe kerültek, amelyek körülbelül háromszorosa a Tejút méretének. Az ALMA adatok felhasználásával a csoport kifinomult számítógépes szimulációkat is készített, amelyek bebizonyították, hogy valószínűleg hogyan fog növekedni és fejlődni ez a galaxisok gyűjteménye milliárd év alatt.
Ezek a szimulációk azt mutatták, hogy amint ezek a galaxisok összeolvadnak, a kapott galaxis klaszter riválisa lesz a legtöbb masszív klaszternek, amelyeket látunk az Űrmagazinban. Ahogy Scott Chapman, a Dalhousie Egyetem asztrofizikusa és a tanulmány társszerzője elmagyarázta:
„Ha egy hatalmas galaxiscsoportot elkaptak a kialakulási rohamokban, önmagában látványos. De az a tény, hogy ez a világegyetem történetének olyan korai szakaszában történik, félelmetes kihívást jelent a jelenlegi struktúráknak az univerzumban történő kialakulásának megértésében. "
Az asztrofizikusok jelenlegi tudományos konszenzusa szerint a nagy robbanás után néhány millió évvel a normál és a sötét anyag nagyobb koncentrációkat kezdett kialakítani, végül galaxiscsoportok kialakulását eredményezve. Ezek a tárgyak az univerzum legnagyobb szerkezete, milliárd csillag, galaxisok ezrei, óriási mennyiségű sötét anyag és hatalmas fekete lyukak.
A jelenlegi elméletek és a számítógépes modellek azonban azt sugallták, hogy a protoklasztereknek - mint amilyeneket az ALMA megfigyelt - sokkal tovább kellett volna menniük a fejlesztésükhöz. Ezért nagyon meglepő az volt, hogy csak egy milliárd évvel a Nagyrobbanás után találtak egyet. Tim Miller, aki jelenleg a Yale Egyetemen doktorjelölt, jelezte:
Az, hogy ez a galaxisok olyan gyorsan összegyűltek, kissé rejtély, nem milliárd év alatt épült fel fokozatosan, amint azt a csillagászok elvárhatják. Ez a felfedezés hihetetlen lehetőséget kínál arra, hogy megvizsgálja, hogy a galaxis klaszterek és azok hatalmas galaxisai összekapcsolódtak ezekben a szélsőséges környezetekben. ”
A jövőre nézve Chapman és kollégái azt remélik, hogy további vizsgálatokat folytatnak az SPT2349-56-ról annak érdekében, hogy megtudják, miként vált ez a protoklaszter végül galaxis klaszterré. "Az ALMA először adott egyértelmű kiindulási pontot egy galaxis klaszter fejlődésének előrejelzésére" - mondta. "Idővel a megfigyelt 14 galaxis leállítja a csillagok képződését, és összeesik és összeilleszkedik egyetlen gigantikus galaxisba."
Ennek és más protoklasztereknek a tanulmányozása olyan eszközökkel válik lehetővé, mint az ALMA, de a következő generációs obszervatóriumoknak is, mint például a négyzetkilométeres tömb (SKA). Érzékenyebb tömbökkel és fejlettebb számítógépes modellekkel felszerelve a csillagászok valódi pontos idővonalat tudnak készíteni arról, hogy a mi világegyetemünk mi lett a mai.
