Komunikat prasowy

Najodleglejsza dojrzała gromada galaktyk

Młoda, ale zaskakująco rozwinięta

9 marca 2011

Astronomowie użyli armady teleskopów naziemnych i kosmicznych, w tym Bardzo Dużego Teleskopu VLT w Obserwatorium ESO Paranal w Chile, do odkrycia i zmierzenia odległości do najodleglejszej dojrzałej gromady galaktyk poznanej do tej pory. Mimo, że widoczna jest w okresie gdy Wszechświat miał mniej niż ćwierć swojego aktualnego wieku, wygląda zaskakująco podobnie do gromad galaktyk w dzisiejszym kosmosie.

“Zmierzyliśmy odległość do najdalszej dojrzałej gromady galaktyk odkrytej do tej pory”, mówi Raphael Gobat (CEA, Paryż), główny autor badań, w których użyto obserwacji z teleskopu ESO VLT, „Zaskakującą rzeczą jest to, że gdy spojrzymy dokładniej na tę gromadę, to wcale nie wygląda młodo – wiele galaktyk ustatkowało się i nie przypomina zwykłych formujących się galaktyk w młodym Wszechświecie”.

Gromady galaktyk są największymi strukturami we Wszechświecie, która są utrzymywane razem przez grawitację. Astronomowie spodziewają się, że gromady rosną wraz z upływem czasu i z tego powodu bardziej masywne gromady powinny być rzadkie we wczesnym Wszechświecie. Mimo, że obserwowano już odleglejsze gromady galaktyk, wyglądają one na młode obiekty w procesie formowania się i nie są dojrzałymi systemami.

Międzynarodowy zespół astronomów użył precyzyjnych instrumentów VIMOS i FORS2, pracujących na Bardzo Dużym Teleskopie VLT, do zmierzenia odległości do niektórych plamek widocznych w dziwnej czerwonej linii bardzo słabych czerwonych obiektów, po raz pierwszy zaobserwowanych przez Kosmiczny Teleskop Spitzera. To zgrupowanie, nazwane CL J1449+0856 [1], ma wszystkie charakterystyczne cechy odległej gromady galaktyk [2]. Wyniki pokazały, że rzeczywiście patrzymy na gromadę galaktyk taką, jaka była w momencie gdy Wszechświat miał około trzy miliardy lat – mniej niż jedną czwartą swojego obecnego wieku [3].

Gdy zespół określił odległość do tego bardzo rzadkiego obiektu, naukowcy dokładniej zbadali wchodzące w jego skład galaktyki, używając zarówno Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, jak i teleskopów naziemnych, w tym VLT. Znaleźli dowody sugerujące, że większość galaktyk gromady nie formuje gwiazd, ale składa się z gwiazd już mających po około miliard lat. Czyni to gromadę obiektem dojrzałym, podobnym w masie do gromady galaktyk w Pannie, najbliższej bogatej gromady galaktyk w stosunku do Drogi Mlecznej.

Kolejny dowód, że mamy do czynienia z dojrzałą gromadą, pochodzi z obserwacji rentgenowskich obiektu CL J1449+0856 wykonanych przez kosmiczne obserwatorium XMM-Newton (należące do Europejskiej Agencji Kosmicznej). Gromada świeci w promieniowaniu rentgenowskim, które musi pochodzić z bardzo gorącego obłoku gazu wypełniającego przestrzeń pomiędzy galaktykami i skoncentrowanego w kierunku centrum gromady. To oznaka dojrzałości gromady galaktyk, trzymanej razem przez swoją własną grawitację, gdyż młode gromady nie mają odpowiednio dużo czasu na wyłapanie gazu w ten sposób.

Gobat konkluduje: „Te nowe wyniki wspierają koncepcję, że dojrzałe gromady istniały gdy Wszechświat miał mniej niż ćwierć obecnego wieku. Zgodnie z obecnymi teoriami przypuszcza się, że takie gromady są bardzo rzadkie, więc mieliśmy dużo szczęścia dostrzegając jedną z nich. Ale jeśli dalsze obserwacje odnajdą więcej takich obiektów, może to oznaczać, że nasze podglądy na wczesny Wszechświat potrzebują rewizji”.

Uwagi

[1] Dziwna nazwa odnosi się do pozycji obiektu na niebie.

[2] Galaktyki wyglądają na zdjęciu na czerwone, ponieważ zawierają prawdopodobnie chłodne, czerwone gwiazdy. Dodatkowo rozszerzanie się Wszechświata, od momentu gdy światło opuściło te odległe systemy, zwiększyło długość fali świetlnej na tyle, że gdy dotrze na Ziemię, jest głównie widoczna w zakresie promieniowania podczerwonego.

[3] Astronomowie zmierzyli odległość do gromady rozdzielając w spektrografie światło na składowe kolory. Następnie porównali widmo z jednym z podobnych obiektów w niedalekim Wszechświecie. Pozwoliło to na zmierzenie przesunięcia ku czerwieni (redshiftu) odległej galaktyki – jak daleko Wszechświat wyekspandował od momentu gdy światło opuściło galaktyki gromady. Redshift wynosi 2,07, co oznacza, że gromada jest widoczna około trzy miliardy lat po Wielkim Wybuchu.

Więcej informacji

Badania opisano w publikacji “A mature cluster with X-ray emission at z = 2.07”, autorzy: R. Gobat et al., zamieszczonej w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics.

Skład zespołu badawczego: R. Gobat (Laboratoire AIM-Paris-Saclay, Francja), E. Daddi (AIM-Paris), M. Onodera (ETH Zürich, Szwajcaria), A. Finoguenov (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Niemcy), A. Renzini (INAF–Osservatorio Astronomico di Padova), N. Arimoto (National Astronomical Observatory of Japan), R. Bouwens (Lick Observatory, Santa Cruz, USA), M. Brusa (ETH), R.-R. Chary (California Institute of Technology, USA), A. Cimatti (Università di Bologna, Włochy), M. Dickinson (NOAO, Tucson, USA), X. Kong (University of Science and Technology of China) oraz M.Mignoli (INAF – Osservatorio Astronomico di Bologna, Włochy).

ESO, Europejskie Obserwatorium Południowe, jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Jest wspierane przez 15 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada Bardzo Duży Teleskop (Very Large Telescope), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz teleskop VISTA, największy na świecie instrument do przeglądów nieba. ESO jest europejskim partnerem dla rewolucyjnego teleskopu ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. ESO planuje obecnie 42-metrowy Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope - E-ELT), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.

Linki

• Publikacja naukowa
• Zdjęcia teleskopu VLT

Kontakt

Dr Raphael Gobat
Laboratoire AIM-Paris-Saclay, CEA/DSM-CNRS–Université Paris Diderot
Gif-sur-Yvette, France
Tel.: +33 1 69 08 60 01
E-mail: raphael.gobat@cea.fr

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
E-mail: rhook@eso.org

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych