Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил крупное и массивное протоскопление из нескольких сотен галактик, которое в будущем породит скопление галактик наподобие знаменитого скопления Комы. Протоскопление PCL0217 получило прозвище «Бигфут». Авторы работы, которая размещена на портале препринтов arXiv.org, пишут, что открытие подтверждает идею формирования далеких протоскоплений изнутри наружу.
Скопления галактик представляют собой крупнейшие гравитационно связанные системы в Местной Вселенной и являются одними из основных элементов крупномасштабной структуры Вселенной. До сих пор нет полной картины того, каким образом подобные системы формировались в ранней Вселенной и как в дальнейшем эволюционировали. Чтобы разобраться в этом, ученые ищут протоскопления галактик, существовавшие при красных смещениях более двух, однако поиски до недавнего времени заметно осложнялись ограниченными возможностями космических и наземных телескопов. После запуска в космос «Джеймса Уэбба» астрономы получили возможность не только обнаруживать далекие протоскопления (правда, в основном это их наиболее плотные ядра), но и достаточно подробно их изучать, оценивая число и параметры галактик.
Сунь Ханьвэнь (Hanwen Sun) из Нанкинского университета и его коллеги сообщили об обнаружении нового протоскопления галактик, получившего обозначение PCL0217 или «Бигфут». Оно было найдено в поле перекрытия глубоких обзоров неба PRIMER и UDS, наблюдавшегося инструментами NIRCam и MIRI «Джеймса Уэбба», подтвердить открытие и описать свойства скопления позволил анализ фотометрических и спектроскопических данных наблюдений телескопов «Джеймс Уэбб», «Хаббл», «Спитцер», а также ряда наземных телескопов.
В состав космического «Бигфута» входит одиннадцать подгрупп галактик, состоящих из 755 галактик. Для семисот из них были определены фотометрические красные смещения — от 3,73 до 4,23. Для 55 галактик удалось получить более точные спектроскопические оценки красных смещений — от 3,927 до 4,009. Протоскопление занимает пространство с размерами 15 на 37 на 49 мегапарсек, его плотное ядро содержит шесть галактик при красном смещении 3,98.
Ядро протоскопления характеризуется массой гало на уровне 1013 масс Солнца и включает в себя массивную запыленную звездообразующую галактику и массивную спокойную галактику. Всего же в «Бигфуте» наблюдается шестнадцать спокойных (в плане звездообразования) галактик, двенадцать из которых входят в состав массивных подгрупп. Предполагается, что в протоскоплении активно идет процесс затухания звездообразования в массивных галактиках. Все подгруппы галактик обладают массами более 1012,1 масс Солнца.
Астрономы пришли к выводу, что обнаруженное протоскопление можно считать прародителем скопления галактик типа скопления Комы, которое к красному смещению z=0 приобретет общую массу более 1015 масс Солнца. Кроме того, свойства «Бигфута» вписываются в идею роста массивных протоскоплений изнутри наружу (по аналогии с галактиками), а также свидетельствуют о том, что космологические исследования, основанные на наблюдениях за скоплениями галактик на разных красных смещениях, согласуются с данными космологических измерений, основанных на наблюдениях за реликтовым излучением телескопа Planck.
Самое далекое на сегодня протоскопление галактик пронаблюдал тоже «Джеймс Уэбб» — оно существовало спустя всего 650 миллионов лет после Большого Взрыва.