Галактики и темная материя простираются по всей нашей вселенной как огромная космическая сеть. Они объединяются в одних областях и оставляют пустые пустоты в других.
Но как рано в истории вселенной начали формироваться скопления, пока неизвестно. Теперь исследователи нашли самый отдаленный и самый ранний пример протокластера галактики, группы галактик, начинающих собираться вместе, на расстоянии около 13 миллиардов световых лет, сообщается в новой статье в Astrophysical Journal. Редкая находка может добавить к пониманию астрономами того, как и когда сформировались сегодняшние скопления галактик и как окружение галактик влияет на их эволюцию.
«Исследуя протокластеры, которые являются предками кластеров, мы можем изучить, когда и как кластеры галактик формируются и развиваются», - сказал в электронном письме ведущий автор исследования Юичи Харикане из Национальной астрономической обсерватории Японии.
В попытке понять большие структуры, составляющие нашу вселенную, команда Хариканэ всмотрелась в космос. Поскольку свету требуется время, чтобы путешествовать от далеких галактик, изучение этих более отдаленных галактик означает наблюдение за галактиками такими, какими они были в прошлом.
Команда Хариканэ объединила наблюдения с нескольких телескопов для создания трехмерных карт галактик в двух удаленных кусках пространства. Обозначенные куски были так далеко от нас, что их свету потребовались миллиарды лет, чтобы достичь Земли. Результатом является представление о том, как галактики выглядели в далеком прошлом.
Более отдаленный из них находился на расстоянии около 13 миллиардов световых лет, что дает нам представление о том, когда Вселенной было всего около 800 миллионов лет.
Каждая из 3D-карт показала крупномасштабные структуры, как и ожидалось. Галактики не были равномерно распределены по всему космосу, и в некоторых местах было больше галактик, чем в других. В частности, каждый из кусков имел группу галактик, которая была более плотной, чем остальная часть отображаемого пространства.
Сильный намек на то, что эти группировки были началом сегодняшних скоплений галактик, пришел из компьютерного моделирования темной материи, невидимой субстанции, которая составляет большую часть массы вселенной. Сияющие звезды и газы, которые составляют галактики - и скопления галактик - окружены массивными облаками темной материи, называемыми гало темной материи.
Команда сравнила более плотные скопления галактик, которые они наблюдали, с компьютерным моделированием скопления темной материи во времени во Вселенной. Плотные галактические области показали сходство со скоплениями в симуляциях, которые в конечном итоге вырастают в гало темной материи скоплений галактик, которые мы обычно находим в современной вселенной.
Исследователи пришли к выводу, что более плотные скопления галактик, которые они видели, вероятно, являются предшественниками этих скоплений галактик или протокластеров галактик. Это делает более отдаленные из двух скоплений галактик, которые они изучали, самым ранним из когда-либо найденных примеров протокластера галактики - "детское" изображение сегодняшних скоплений галактик.
Подобные исследования скоплений галактик и протокластеров разных возрастов могут помочь астрономам выяснить, как окружающая среда "детства" галактик влияет на их эволюцию и свойства. Данные свидетельствуют о том, что в современной вселенной галактики в плотных скоплениях имеют тенденцию образовывать звезды менее активно, чем в менее плотных окрестностях. Но на ранних этапах жизни скоплений галактик это не обязательно имело место.
Эти подсказки также говорят нам о том, как и когда наша вселенная превратилась в клочковатую космическую сеть.