Som et sted fra Star Wars er denne galakse-klyngen langt, langt borte og har sin opprinnelse for lenge, lenge siden. Det er hele 9,6 milliarder lysår unna, og røntgen- og infrarøde observasjoner viser at klyngen er overveiende gamle, massive galakser. Dette betyr galaksene som ble dannet da universet fremdeles var veldig ungt, så å finne denne klyngen og kunne se den gir ny informasjon, ikke bare om tidlig galakseutvikling, men også om historien til universet som helhet.
Et internasjonalt team av astronomer fra Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, University of Tokyo og Kyoto University oppdaget denne klyngen ved hjelp av Subaru-teleskopet sammen med romobservatoriet XMM-Newton for å se i forskjellige bølgelengder.
Ved hjelp av Multi-Object Infrared Camera and Spectrometer (MOIRCS) på Subaru-teleskopet kunne teamet se i nærinfrarøde bølgelengder, der galaksen er mest lysende.
“MOIRCS-instrumentet har en ekstremt kraftig evne til å måle avstander til galakser. Dette var det som gjorde vår utfordrende observasjon mulig, sier Masayuki Tanaka fra University of Tokyo. "Selv om vi bare bekreftet flere massive galakser på den avstanden, er det overbevisende bevis på at klyngen er en reell, gravitasjonsbundet klynge."
Som et konturkart indikerer pilene i bildet over galakser som sannsynligvis befinner seg i samme avstand, samlet rundt midten av bildet. Konturene indikerer røntgenutslippet av klyngen. Galakser med bekreftede avstandsmålinger på 9,6 milliarder lysår sirkles. Kombinasjonen av røntgendeteksjon og samlingen av massive galakser beviser utvetydig en reell, gravitasjonsbundet klynge.
At de enkelte galaksene virkelig holdes sammen av tyngdekraften, bekreftes av observasjoner i et veldig annet bølgelengdestyrke: Materiellet mellom galaksene i klynger varmes opp til ekstreme temperaturer og avgir lys ved mye kortere bølgelengder enn synlig for det menneskelige øyet. Teamet brukte derfor XMM-Newton romobservatorium for å lete etter denne strålingen i røntgenstråler.
"Til tross for vanskene med å samle røntgenfotoner med en liten effektiv teleskopstørrelse som størrelsen på et teleskop i hagen, oppdaget vi en klar signatur av varm gass i klyngen," sa Alexis Finoguenov fra Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics.
Kombinasjonen av disse forskjellige observasjonene i hva som er usynlige bølgelengder for det menneskelige øyet, førte til den banebrytende oppdagelsen av galakse-klyngen i en avstand på 9,6 milliarder lysår - rundt 400 millioner lysår lenger inn i fortiden enn den tidligere fjerneste klyngen som er kjent.
En analyse av dataene samlet om de enkelte galakser viser at klyngen allerede inneholder en overflod av utviklede, massive galakser som dannet rundt to milliarder år tidligere. Ettersom de dynamiske prosessene for aldring av galaksen er langsomme, krever tilstedeværelsen av disse galaksene klyngesammenstillingen gjennom sammenslåing av massive galaksegrupper, som hver nærer sin dominerende galakse. Klyngen er derfor et ideelt laboratorium for å studere utviklingen av galakser, da universet bare var omtrent en tredel av sin nåværende alder.
Ettersom fjerne galakse klynger også er viktige sporere etter storskala-strukturen og svangerskapene i urbefolkningen i universet, vil lignende observasjoner i fremtiden føre til viktig informasjon for kosmologer. Resultatene som er oppnådd så langt viser at strøm nær infrarøde fasiliteter er i stand til å gi en detaljert analyse av fjerne galaksepopulasjoner og at kombinasjonen med røntgendata er et kraftig nytt verktøy. Derfor fortsetter teamet letingen etter fjernere klynger.
Kilde: Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
