Ieskats dziļi novērojamajā Visumā un līdz ar to arī atpakaļ uz agrākajiem laika periodiem ir ārkārtīgi aizraujoša lieta. To darot, astronomi spēj redzēt agrākās galaktikas Visumā un uzzināt vairāk par to, kā tās laika gaitā attīstījušās. No tā viņi var ne tikai redzēt, kā veidojas liela mēroga struktūras (piemēram, galaktikas un galaktiku kopas), bet arī tumšās matērijas lomu.
Pavisam nesen starptautiska zinātnieku grupa izmantoja Atacama lielo milimetru submilimetru masīvu (ALMA), lai novērotu Visumu, kad tas bija tikai 1,4 miljardi gadu vecs. Viņi novēroja “protokolu”, 14 galaktiku virkni, kas atradās 12,4 miljardu gaismas gadu attālumā un gatavojās saplūst. Tā rezultātā varētu izveidoties masīvs galaktiku puduris, kas ir viens no lielākajiem objektiem zināmajā Visumā.
Nesen žurnālā parādījās pētījums, kurā aprakstīti viņu atklājumi ar nosaukumu “Masīvs kodols galaktiku kopai ar sarkanu nobīdi 4.3”. Daba. Pētījumu vadīja Tims Millers - Dalhousie universitātes, Halifaksas un Jēlas universitātes astronoms - un tajā piedalījās dalībnieki no NASA reaktīvo dzinēju laboratorijas, Eiropas Dienvidu observatorijas (ESO), Kanādas Nacionālās pētniecības padomes, Hārvarda-Smitsona astrofizikas centra, Nacionālā radioastronomijas observatorija, kā arī vairākas universitātes un pētniecības iestādes.
Kā viņi norāda savā pētījumā, šo protokolu (apzīmēts ar SPT2349-56) pirmo reizi novēroja Nacionālā zinātnes fonda Dienvidpola teleskops. Izmantojot Atacama Pathfinder Experiment (APEX), komanda veica turpmākos novērojumus, kas apstiprināja, ka tas ir ārkārtīgi tāls galaktikas avots, ko pēc tam novēroja ar ALMA. Izmantojot augstāko ALMA izšķirtspēju un jutīgumu, viņi spēja atšķirt atsevišķas galaktikas.
Viņi atrada, ka šīs galaktikas veidoja zvaigznes ar ātrumu 1000 reizes ātrāk nekā mūsu galaktika, un tās tika salīmētas kosmosa reģionā, kas bija apmēram trīs reizes lielāks par Piena Ceļu. Izmantojot ALMA datus, komanda spēja arī izveidot sarežģītas datoru simulācijas, kas parādīja, kā šī pašreizējā galaktiku kolekcija, iespējams, augs un attīstīsies miljardu gadu laikā.
Šīs simulācijas liecināja, ka tad, kad šīs galaktikas saplūst, iegūtais galaktiku puduris sāncensi dažus masveidīgākos kopus, kādus mēs redzam kosmosa žurnālā. Kā skaidroja Skots Čepmens, Dalhousie universitātes astrofiziķis un pētījuma līdzautors:
“Iegūstot milzīgu galaktiku kopu veidošanās mēģinājumos, pats par sevi ir iespaidīgs. Bet tas, ka tas notiek tik agrīnā Visuma vēsturē, rada milzīgu izaicinājumu mūsu mūsdienu izpratnei par to, kā struktūras veidojas Visumā. ”
Pašreizējā astrofiziķu zinātniskā vienprātība apgalvo, ka dažus miljonus gadu pēc lielā sprādziena normālā matērija un tumšā matērija sāka veidot lielākas koncentrācijas, galu galā radot galaktiku kopas. Šie objekti ir lielākās struktūras Visumā un satur triljonus zvaigžņu, tūkstošiem galaktiku, milzīgu daudzumu tumšās vielas un masīvus melnos caurumus.
Tomēr pašreizējās teorijas un datoru modeļi liek domāt, ka protoklasteriem - tāpat kā ALMA novērotajiem - to izstrādei vajadzēja daudz ilgāku laiku. Tāpēc diezgan pārsteigums bija tas, ka atradām tikai 1,4 miljardus gadu pēc Lielā sprādziena. Kā Tims Millers, kurš šobrīd ir Jēlas universitātes doktorants, norādīja:
“Tas, kā šī galaktiku asambleja tik strauji kļuva tik liela, ir mazliet noslēpums, ka tā nebija izveidojusies pakāpeniski miljardu gadu laikā, kā varētu gaidīt astronomi. Šis atklājums sniedz neticamu iespēju izpētīt, kā galaktiku kopas un to masīvās galaktikas sanāca kopā šajās galējās vidēs. ”
Raugoties nākotnē, Čapmens un viņa kolēģi cer veikt turpmākus SPT2349-56 pētījumus, lai redzētu, kā šie protoklasteri galu galā kļuva par galaktiku kopu. "ALMA mums pirmo reizi deva skaidru sākumpunktu, lai prognozētu galaktiku kopas attīstību," viņš teica. "Laika gaitā 14 mūsu novērotās galaktikas pārstāj veidoties zvaigznēm un sabruks un saliksies vienā gigantiskā galaktikā."
Šīs un citu protokolu izpēte būs iespējama, pateicoties tādiem instrumentiem kā ALMA, bet arī nākamās paaudzes observatorijām, piemēram, kvadrātkilometru masīvam (SKA). Aprīkoti ar jutīgākiem masīviem un modernākiem datoru modeļiem, iespējams, astronomi varēs izveidot patiesi precīzu laika grafiku tam, kā mūsu Visums kļuva tāds, kāds tas ir šodien.
