Korzystając z Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), w której ESO jest partnerem, astronomowie odkryli wielki rezerwuar gorącego gazu w nadal powstającej gromadzie galaktyk wokół Galaktyki Sieci Pajęczej (Spiderweb). To najodleglejsza jak dotąd detekcja tak gorącego gazu. Gromady galaktyk to jednej z największych znanych obiektów we Wszechświecie, a wyniki opublikowane dzisiaj w „Nature” pokazują jak wcześnie takie struktury zaczęły powstawać.
Gromady galaktyk, tak jak nazwa sugeruje, zawierają dużą liczbę galaktyk – czasami nawet tysiące. Mogą także obejmować olbrzymi gazowy „ośrodek wewnątrzgromadowy” (ang. intracluster medium, w skrócie ICM), który przenika przestrzeń pomiędzy galaktykami w gromadzie. W rzeczywistości ten gaz znacząco przewyższa masa same galaktyk. Rozumiemy już sporo fizyki gromad galaktyk, jednak obserwacje najwcześniejszych etapów powstawania ICM są nadal rzadkie.
Wcześniej ICM był badany jedynie w pełni uformowanych, pobliskich gromadach galaktyk. Wykrycie ICM w odległej protogromadzie – czyli ciągle będącej w stadium formowania się – pozwoli astronomom na sprawdzenie takich gromad we wczesnych stadiach ich ewolucji. Zespół, którym kieruje Luca Di Mascolo, pierwszy autor badan, pracujący na University of Trieste we Włoszech, postanowił wykryć ICM w protogromadzie z wczesnego Wszechświata.
Gromady galaktyk są tak masywne, że gromadzą gaz, który rozgrzewa się i spada w kierunku gromady.
Była to protogromada o nazwie Spiderwe (Sieć Pajęcza), znajdująca się w epoce, w której Wszechświat miał zaledwie 3 miliardy lat. Pomimo, iż to najbardziej intensywnie badana protogromada, istnienie ośrodka ICM pozostawało niepotwierdzone. Znalezienie wielkiego rezerwuaru gazu w protogromadzie Spiderweb oznaczałoby, że ten system nie rozproszy się, a jest na drodze stania się właściwą, długowieczną gromadą galaktyk.
Zespół badawczy Di Mascolo wykrył ICM w protogromadzie Spiderweb przy pomocy tzw. termicznego efektu Suniajewa-Zeldowicza. Efekt ten występuje, gdy światło od kosmicznego promieniowania tła – promieniowanie reliktowe od Wielkiego Wybuchu – przechodzi przez ICM. Gdy światło oddziałuje z szybko poruszającymi się elektronami w gorącym gazie, uzyskuje nieco energii i jego barwa (czyli długość fali) nieco się zmienia. „Na właściwych długościach fali efekt Suniajewa-Zeldowicza ujawnia się jako efekt cienia gromady galaktyk na kosmicznym mikrofalowym promieniowaniu tła” tłumaczy Di Mascolo.
Mierząc te cienie astronomowie mogą wywnioskować istnienie gorącego gazu, oszacować jego masę i wykonać mapę kształtu.
Badacze ustalili, że protogromada Spiderweb zawiera olbrzymi rezerwuar gorącego gazu o temperaturze kilkudziesięciu milionów stopni Celsjusza. Wcześniej w tej gromadzie wykryto zimny gaz, ale masa gorącego gazu przewyższa go tysiące razy. Wyniki pokazują, że protogromada Spiderweb faktycznie może przekształcić się w masywną gromadę galaktyk w ciągu około 10 miliardów lat, zwiększając masę co najmniej o czynnik dziesięć.
Tony Mroczkowski, współautor publikacji, naukowiec z ESO, wskazuje, że:
Uzyskane wyniki pomogą w położeniu podwalin pod synergie pomiędzy ALMA, a nadchodącym Ekstremalnie Wielkim Teleskopem (ELT), który „zrewolucjonizuje badania struktur takich, jak Spiderweb,” jak wskazuje Mario Nonino, współautor badań, naukowiec z Astronomical Observatory of Trieste. ELT i jego najnowocześniejsze instrumenty, takie jak HARMONI i MICADO, będą w stanie zerknąć na protogromady i szczegółowo opowiedzieć nam o galaktykach w nich zawartych. Razem z możliwościami ALMA w śledzeniu powstawania ICM, dostarczy to kluczowego spojrzenia na tworzenie się jednych z największych struktur we wczesnym Wszechświecie.
info: ESO
______________________
Spodobał Ci się wpis ? To postaw kawę
