A Kaliforniai Egyetem nemzetközi kutatócsoportja egy szokatlanul nagy tömegű halmazt fedezett fel, amelyet a korai Világegyetemben kialakult, fiatal galaxisok alkotnak.

A most felfedezett galaxismetropolisz, a MAGAZ3NE J095924+022537 egy úgynevezett protohalmaz, amely legalább 38 galaxisból áll, és nagyjából 11,8 milliárd fényévre van a Földtől.

A galaxishalmazok a tömegvonzásnak köszönhetően idővel egyre nagyobbak lesznek. A mai Világegyetem halmazai több száz vagy akár több ezer galaxisból is állhatnak, valamint forró gázt és sötét anyagot tartalmaznak. Ahogyan telik az idő, a galaxisok elégetik a rendelkezésükre álló fűtőanyagot, és csillagokat képző galaxisokból nagy tempóban vörös, halott csillagvárosokká válnak.

„A korai Világegyetemben minden, ezidáig felfedezett protohalmaz tele van erőteljesen csillagképző galaxisokkal” – mondta Ian McConanchie, az Astrophysical Journal című lapban megjelent tanulmány vezető szerzője. „Furcsa módon azonban a többi protohalmaztól eltérően, amelyeket ebből az időszakból találtak, a MAGAZ3NE J095924 több galaxisában már leállt a csillagképződés.”

A J095924 jelű galaxishalmazt a Massive Ancient Galaxies At Z > 3 NEar-infrared (A közeli infravörös tartományban z > 3-nál talált nagy tömegű ősi galaxisok), vagyis a MAGAZ3NE felmérés keretében találták, amelynek célja az ultranagy tömegű galaxisok és szomszédaik felkutatása.

„Abban az állapotban látjuk ezt a protohalmazt, mint amilyen akkor lehetett, amikor a Világegyetem alig 2 milliárd éves volt” – mondta a szakcikk társszerzője, Gillian Wilson. „Mintha vennénk a Coma-halmazt, a Földhöz legközelebbi gazdag galaxishalmazt, és visszadobnánk a korai Világegyetembe.”

A MAGAZ3NE J0959 szívében egy ultranagy tömegű galaxis található, amelyben már több mint 200 milliárd naptömegnyi csillag született, mondta el Benjamin Forrest, a tanulmány másik társszerzője. „Rejtély, hogy ez az ultranagy tömegű galaxis és sok szomszédja miért hozta létre azt a sok csillagot, és vált inaktívvá még a Világegyetem fiatal korában, ellentétben más ismert, ugyanebből az időből származó protohalmazokkal” – mondta. „Tökéletes rejtély, hogy a halmaz galaxisai miért nem hasonlítanak más protohalmazokéhoz, miért olyanok, mint a közeli Coma-halmaz galaxisai.”

Forrest hozzátette, hogy a MAGAZ3NE J0959 halmazt a Földről fedezték fel, de számos új lehetőség van arra ‒ például a nemrég útnak indított James Webb-űrtávcső ‒, hogy hozzá hasonló protohalmazokat fedezzünk fel a Világegyetem korai időszakából, amelyek halott galaxisokkal vannak tele.

„Ha nagy számban találnának ilyen protohalmazokat, az azt jelentené, hogy jelentősen át kell dolgoznunk a protohalmazok kialakulásával kapcsolatos jelenlegi elképzeléseinket” – mondta Forrest. „Egy új forgatókönyvre van szükség a különböző állapotú protohalmazokról a korai Világegyetemben. Azt látjuk, hogy az első 2 milliárd évben a galaxisok egy része kiégett, és ez szinte biztosan jelentős kihívások elé állítja a galaxisfejlődés jelenlegi modelljeit.”

A kutatócsoport a Keck Obszervatórium infravörös spektrográfja (MOSFIRE) segítségével részletesen megvizsgálta a MAGAZ3NE J0959 halmazt, és pontosította a távolságadatait.

Az ultranagy tömegű galaxisok kialakulásának kérdéséhez szorosan kapcsolódik az a kozmikus környezet is, amelyben létrejöttek. Vajon csak olyan sűrű környezetben találhatók meg, mint egy protohalmaz, vagy elszigetelten is kialakulhatnak? A kutatók úgy tervezik, hogy megvizsgálják a MAGAZ3NE felmérés összes ultranagy tömegű galaxisának környékét, hogy választ kapjanak ezekre a kérdésekre.

Forrás: csillagaszat.hu / ScienceDaily / iopscience.iop.org