Przodkowie niektórych z największych gromad galaktyk ukrywają się na widoku. Nowe prace prowadzone przez Andrew Newmana z Carnegie demonstrują nową technikę identyfikacji prekursorów najbardziej ekstremalnych środowisk galaktycznych. Odkrycia zespołu zostały opublikowane w Nature.
Jak każdy z nas, galaktyki są kształtowane i kształtowane przez otoczenie. Aby uzyskać pełny obraz różnych fizycznych wpływów na cykl życia galaktyki, konieczne jest prześledzenie pojawiania się właściwości spowodowanych czynnikami środowiskowymi w miarę ich powstawania.
„Od dawna wiemy, że kolory, masy i kształty galaktyk zależą od ich kosmicznego środowiska, ale jest wiele rzeczy, o których nie wiemy, kiedy i jak pojawiły się te różnice” – powiedział Newman.
Gromady galaktyk są najbardziej masywnymi strukturami w kosmosie związanymi własną grawitacją – czasami obejmują tysiące galaktyk. Poprzednicy tych masywnych środowisk galaktycznych, zwanych protogromadami, są jednymi z najwcześniejszych znanych struktur w kosmosie i doskonale nadają się do badania wczesnych etapów cyklu życia galaktyki.
Wielki Wybuch zapoczątkował wszechświat jako gorącą, mętną zupę cząstek, która gwałtownie się rozszerzała. Niektóre regiony wszechświata były gęstsze od innych iz czasem ich grawitacja pokonała ekspansję wszechświata, powodując zapadanie się materii do wewnątrz, tworząc grudki struktur, które ostatecznie zrodziły grupy lub gromady galaktyk.
Zespół odkrył jednak, że te protogromady mogą być zaskakująco trudne do zauważenia.
Do tej pory większość protogromad odkryto, przeszukując niebo w poszukiwaniu regionów zawierających niezwykle dużą liczbę odległych galaktyk. Zespół badawczy – w skład którego weszli Gwen Rudie z Carnegie, Guillermo Blanc, Mahdi Qezlou, Daniel Kelson, Alan Dressler i dyrektor Obserwatorium John Mulchaey – wdrożył nową strategię wyszukiwania protoklastrów.
Kluczem do ich metody jest fakt, że międzygalaktyczny gaz wodorowy będący częścią protogromady będzie absorbował przechodzące przez niego światło, rzucając swego rodzaju cień na galaktyki znajdujące się za nimi, poza granicami protogromady. Wykorzystując teleskopy Magellana w Obserwatorium Carnegie’s Las Campanas w Chile do obserwowania takich cieni, zespół był w stanie zidentyfikować prawdopodobne położenie protogromad.
„Byliśmy bardzo zaskoczeni, gdy znaleźliśmy tak mało galaktyk wewnątrz protogromad, które rzucają najsilniejsze cienie, dlatego te protogromady zostały pominięte we wcześniejszych poszukiwaniach” – powiedział Newman.
Ich odkrycia sugerują, że przeoczone protogromady zawierają niewidoczne galaktyki, które musiały ewoluować inaczej, przez co są ciemniejsze, a przez to trudniejsze do wykrycia. Zespół planuje przeprowadzić dalsze poszukiwania w celu zlokalizowania tych brakujących galaktyk i określenia ich niezwykłych właściwości.
„To ciekawe, że ścieżki ewolucyjne tych galaktyk rozeszły się tak wcześnie w historii wszechświata, na długo przed zebraniem się gromad, w których obecnie żyją” – powiedział Blanc.
Rudie dodał: „Jedną z kluczowych lekcji płynących z tej pracy jest to, że gdy tworzymy mapę odległego wszechświata, ważne jest połączenie wielu perspektyw; użycie tylko jednej techniki może dać mylący obraz”.
Naukowcy wskazali, że przyszłe poszukiwania protoklastrów będą w stanie przetestować ich odkrycia na większej populacji.
Prace te były częściowo wspierane przez amerykańską Narodową Fundację Naukową oraz Chilijską Narodową Agencję Badań i Rozwoju.