Астрономы отодвинули рождение первых скоплений галактик на 1,5 миллиарда лет в прошлое

Астрономы с помощью телескопов APEX и ALMA увидели формирование гигантских скоплений галактик в эпоху, когда Вселенной было лишь 1,4 миллиарда лет — раньше считалось, что скопления образовались примерно в два раза позже, через 3 миллиарда лет после Большого взрыва.Статьи об открытии опубликованы в журналах Nature и Astrophysical Journal.

Галактические скопления — крупнейшие гравитационно связанные структуры во Вселенной. Они включают в себя сотни, а порой и тысячи галактик, а их суммарная масса может превышать солнечную в триллионы раз. Процесс образования скоплений, когда меньшие группы галактик сливаются друг с другом, во многом зависит от количества темной материи и темной энергии во Вселенной в определенный момент времени. Поэтому изучение истории скоплений галактик может пролить свет на эти невидимые составляющие космоса.

При помощи телескопов ALMA и APEX две группы ученых — одна под руководством Тима Миллера (Tim Miller) из Йельского университета в США, а другая возглавляемая Айвеном Отео (Ivan Oteo) из Эдинбургского университета в Великобритании — обнаружили очень плотные группы галактик, которые, по-видимому, находятся в процессе слияния и образования ядер будущих скоплений.

Группа Миллера открыла протоскопление галактик SPT2349-56, которое появилось, когда Вселенной было всего 1,4 миллиарда лет (красное смещение z = 4,31). Оно состоит как минимум из 14 галактик, находящихся в регионе диаметром около 130 килопарсек, и звезды в них рождаются в 50-1000 раз быстрее, чем во Млечном пути. Каждый год здесь появляются тысячи светил, в то время, как в нашей галактике — лишь одно. Во всей молодой Вселенной никогда не наблюдалось такого высокого уровня активности, поэтому ученые предполагают, что SPT2349-56 может быть одной из самых массивных структур той эпохи.

Группа Отео ранее уже обнаружила подобное мегаслияние десяти богатых пылью галактик в результате комбинированных наблюдений на ALMA и APEX. Из-за очень красного цвета этот объект, свет от которого шел к нам 12 миллиардов лет (красное смещение z = 4), получил название «красного пылевого ядра». В галактиках, которые входят в состав объекта, тоже активно рождаются звезды — в среднем, за год в них появляются множество светил с суммарной массой 6,5 тысяч масс Солнца. Радиус каждой из галактик скопления сравним с расстоянием между Млечным путем и соседними с ним Магеллановыми Облаками.

Современные теоретические и компьютерные модели предсказывают, что такие массивные протоскопления, должны были эволюционировать гораздо дольше. Теперь же, благодаря новым данным, исследователи могут смоделировать процесс формирования скоплений спустя менее, чем 1,5 миллиарда лет после Большого Взрыва.

«Совершенно непонятно, как это гигантское скопление галактик смогло вырасти до таких размеров за столь короткое время. Оно не могло постепенно расти в течение миллиардов лет, как обычно предполагают астрономы. Сделанное открытие дает великолепную возможность выяснить, как массивные галактики объединяются в гигантские скопления», — заключает Тим Миллер.

Около года назад астрономы открыли одно из самых крупных сверхскоплений галактик среди известных сегодня. По форме оно напоминает стену и простирается на 200 мегапарсек. Новое сверхскопление было названо Сарасвати в честь древней одноименной реки.

Кристина Уласович