‘Баби јато’ галаксија може изазвати космичке моделе
Датира само милијарду година након великог праска, ЈАДЕС-ИД1 је можда најранији, најудаљенији галаксијски протокол који су астрономи икада видели
Композитна инфрацрвена и рендгенска слика ЈАДЕС-ИД1, растућег протокластера галаксија виђеног око милијарду година након великог праска. Бела кутија приказује поглед на рендгенску опсерваторију Цхандра (плава) преклопљен на инфрацрвену слику са свемирског телескопа Џејмс Веб.
Рендген: НАСА/ЦКСЦ/ЦфА/А Богдан; Инфрацрвени: НАСА/ЕСА/ЦСА/СТСцИ; Обрада слике: НАСА/ЦКСЦ/САО/П. Едмондс и Л. Фраттаре
Астрономи су уочили мистериозно зрело „јато бебе“ галаксија у раном универзуму, једва милијарду година након великог праска. Иако није потпуно одрасло јато галаксија, протокластер је и даље веће и напредније у развоју него што већина модела може лако да објасне — а такође може бити и најудаљеније икада виђено. Откривен помоћу НАСА-ине рендгенске опсерваторије Цхандра и свемирског телескопа Џејмс Веб (ЈВСТ), чудан стас протокола објављен је прошле недеље у студија објављена у Природа.
„Јата галаксија се често називају „раскрсницама“ између астрофизике и космологије“, каже Елена Расиа, астрофизичарка са Универзитета у Мичигену, која није учествовала у раду. То су природне лабораторије за проучавање интеракције галаксија и раста супермасивне црне рупе. Праћење начина на који се кластери окупљају у огромним временским и просторним деловима такође информише наше знање о космичкој мрежи и космолошким параметрима који је обликују. Овај до сада јединствени протоколарни кластер, каже Расиа, могао би бити важан из обе перспективе.
Назван ЈАДЕС-ИД1 за своју локацију у оквиру ЈВСТ Адванцед Дееп Ектрагалацтиц Сурвеи (ЈАДЕС), протокластер је први пут пријављен заједно са двадесетак других објеката кандидата за рани универзум у засебна студија објављен прошле године. Подаци ЈВСТ-а сугеришу да ЈАДЕС-ИД1 садржи најмање 66 младих галаксија, а ова најновија студија мери да је протокластер око 20 трилиона пута масивнији од нашег соларног система. Већина те масе је у облику невидљиве тамне материје, али како је открио Цхандра, протокластер је такође уграђен у огроман облак врућег гаса који сија са рендгенским зрацима.
О подршци научном новинарству
Ако уживате у овом чланку, размислите о томе да подржите наше награђивано новинарство претплата. Куповином претплате помажете да се обезбеди будућност упечатљивих прича о открићима и идејама које данас обликују наш свет.
Подаци из Цхандра били су кључни за потврду да је протокластер оригиналан, каже главни аутор студије Акос Богдан, астрофизичар у Центру за астрофизику | Харвард & Смитхсониан. Привучен огромним гравитационим пољем галактичког јата, упада у гомиле гаса и генерише ударне таласе, загревајући се на милионе степени и стварајући рендгенски сјај; астрономи ову дифузну међугалактичку „атмосферу“ називају медијумом унутар кластера, и то је типично знак зрелог, сталоженог система. За ЈАДЕС-ИД1, међутим, уместо тога приказује кластер беба који брзо расте гутајући околни гас – око две милијарде година пре претходни рекордни протокластер рендгенских зрака избио на космичку позорницу.
ЈАДЕС-ИД1 „је заиста најмлађи кластер са атмосфером која емитује рендгенске зраке“, каже Богдан. „И ово откриће много помера границе рендгенских протокола, много ранија времена од претходних примера.” С обзиром на претпостављену огромну масу ЈАДЕС-ИД1 и веома мали део неба који су астрономи анкетирали да би пронашли овај објекат, он додаје, „или смо имали изузетну срећу (да га видимо) или хватамо регион универзума који расте необично брзо.
Стандардни модели формирања кластера предвиђају да нешто тако велико не би требало да постоји тако рано у историји универзума. И, под претпоставком да настави свој невероватан раст даље напред у новије космичке епохе, ЈАДЕС-ИД1 би на крају постао аномално превелико пуно галактичко јато. Али да ли постојање овог гломазног протоколарног кластера заиста захтева преписивање уџбеника остаје да се види.
„Истина је да не разумемо у потпуности како такве структуре могу да се формирају и да изгледају тако напредне тако рано у времену“, каже Клаус Долаг, рачунарски астрофизичар са Универзитета Лудвиг Максимилијан у Минхену, који није био део студија ЈАДЕС-ИД1. Али, додаје Долаг, „можда већ имамо неке назнаке шта се овде дешава“.
Ин студија из 2023Долаг и колеге су извршили робусне симулације склапања протокола само око пола милијарде година касније од ЈАДЕС-ИД1, откривши да су многи од тих виртуелних објеката до тог времена развили атмосфере које се могу детектовати рендгенским зрацима. Али од највећих, најранијих протокластера студије из 2023., ниједно није постало велика галактичка јата како је симулација напредовала у савремени универзум. Уместо тога, њихов раст је успорен како су сазревали и исцрпљивали расположиве резервоаре околног гаса. Ако исто понашање важи и за ЈАДЕС-ИД1, каже Долаг, његова рана примећена, велика величина била би мање мистериозна.
Стефано Боргани, астрофизичар са Универзитета у Трсту у Италији, који није био део ниједне од ових студија, примећује да је истраживачима тешко да процене шта заиста знају о овим екстремним системима, пошто откривање рендгенских зрака из ЈАДЕС-ИД1 и других раних протокластера гура Цхандру до крајњих граница. „Јасније разумевање да ли (ЈАДЕС-ИД1) доводи у питање наше тренутно разумевање формирања космичке структуре мораће да сачека следећу генерацију рендгенских телескопа“ са Цхандриним оштрим видом, али са већом осетљивошћу, каже он.
Богдан се слаже да астрономи треба да проуче додатне протокластере сличне бербе. „Следећи кораци би требало да буду проналажење више оваквих система и изградња већих узорака протокластера у раном универзуму, тако да се не ослањамо на један објекат“, каже он.
Решавање мистерије овог кластера зрелих беба донеће важна открића без обзира на све, каже Долаг. „Или ћемо сазнати нешто ново о сложеној интеракцији различитих физичких процеса који обликују формирање галаксија – или сазнамо да заиста постоји недостатак у нашем општем позадинском моделу космологије који нас доводи до превеликог поједностављења.“
Време је да се заузмемо за науку
Ако вам се допао овај чланак, замолио бих вас за подршку. Сциентифиц Америцан служио је као заговорник науке и индустрије 180 година, а управо сада је можда најкритичнији тренутак у тој двовековној историји.
Био сам а Сциентифиц Америцан претплатник од моје 12 година, и то је помогло у обликовању начина на који гледам на свет. СциАм увек ме образује и одушевљава, и изазива осећај страхопоштовања према нашем огромном, предивном универзуму. Надам се да ће то учинити и за вас.
Ако ти претплатите се на Сциентифиц Америцанпомажете да осигурамо да је наша покривеност усредсређена на смислена истраживања и открића; да имамо ресурсе да извештавамо о одлукама које прете лабораторијама широм САД; и да подржавамо и надобудне и запослене научнике у време када вредност саме науке пречесто остаје непризната.
Заузврат, добијате важне вести, задивљујући подкасти, бриљантна инфографика, не смете пропустити билтене, видео снимке које морате погледати, изазовне игре и најбоље писање и извештавање у свету науке. Можете чак поклонити некоме претплату.
Никада није било важнијег тренутка да устанемо и покажемо зашто је наука важна. Надам се да ћете нас подржати у тој мисији.
