En galakse klynge lokalisert omtrent 10,2 milliarder lysår fra Jorden er blitt oppdaget ved å kombinere data fra NASAs Chandra røntgenobservatorium med optiske og infrarøde teleskoper. Klyngen, JKCS041, er den fjerneste galakse-klyngen som ennå er observert, og vi ser det som da universet bare var omtrent en fjerdedel av sin nåværende alder. Klyngens avstand slår den forrige rekordholderen med omtrent en milliard lysår.
Galakse klynger er de største gravitasjonsbundne objektene i universet. Å finne en så stor struktur på denne tidlige epoken kan avsløre viktig informasjon om hvordan universet utviklet seg på dette viktige stadiet.
JKCS041 er i randen av når forskere tror galakse klynger kan eksistere i det tidlige universet basert på hvor lang tid det skal ta før de samles. Derfor vil studere dens egenskaper - som sammensetning, masse og temperatur - avsløre mer om hvordan universet tok form.
"Dette objektet er nær den avstandsgrensen som forventes for en galakse-klynge," sa Stefano Andreon fra National Institute for Astrophysics (INAF) i Milan, Italia. "Vi tror ikke at tyngdekraften kan fungere raskt nok til å lage galakseoppsamlinger mye tidligere."
JKCS041 ble opprinnelig oppdaget i 2006 i en undersøkelse fra Storbritannias infrarøde teleskop (UKIRT). Avstanden til klyngen ble deretter bestemt av optiske og infrarøde observasjoner fra UKIRT, Canada-Frankrike-Hawaii-teleskopet på Hawaii og NASAs Spitzer romteleskop. Infrarøde observasjoner er viktige fordi det optiske lyset fra galaksenes store avstander blir forskjøvet til infrarøde bølgelengder på grunn av universets ekspansjon.
Chandra-dataene var det endelige - men avgjørende - beviset da de viste at JKCS041 faktisk var en ekte galakse-klynge. Det utvidede røntgenutslippet som Chandra har sett, viser at varm gass er blitt oppdaget mellom galaksene, som forventet for en ekte galakse-klynge i stedet for en som har blitt fanget i formen.
Uten røntgenobservasjoner forble det også muligheten for at dette objektet kunne ha vært en blanding av forskjellige grupper av galakser langs siktlinjen, eller et glødetråd, en lang strøm av galakser og gass, sett foran. Massen og temperaturen på den varme gassen som er påvist estimert fra Chandra-observasjonene utelukker begge disse alternativene.
Omfanget og formen av røntgenutslippet, sammen med mangelen på en sentral radiokilde, argumenterer mot muligheten for at røntgenutslippet er forårsaket av spredning av kosmisk mikrobølge bakgrunnslys av partikler som sender ut radiobølger.
Det er ennå ikke mulig, med deteksjon av bare en ekstremt fjern galakse-klynge, å teste kosmologiske modeller, men søk pågår for å finne andre galakse-klynger på ekstreme avstander.
"Denne oppdagelsen er spennende fordi det er som å finne et Tyrannosaurus Rex-fossil som er mye eldre enn noe annet kjent," sa medforfatter Ben Maughan fra University of Bristol i Storbritannia. En fossil passer kanskje bare sammen med vår forståelse av dinosaurer, men hvis du fant mange flere, må du begynne å tenke nytt om hvordan dinosaurer utviklet seg. Det samme er tilfelle for galakse klynger og vår forståelse av kosmologi. ”
Den forrige rekordholderen for en galakse klynge var 9,2 milliarder lysår unna, XMMXCS J2215.9-1738, oppdaget av ESAs XMM-Newton i 2006. Dette brøt den forrige avstandsrekorden med bare 0,1 milliarder lysår, mens JKCS041 overgår XMMXCS J2215 .9 med omtrent ti ganger det.
"Det som er spennende med denne oppdagelsen er astrofysikken som kan gjøres med detaljerte oppfølgingsstudier," sa Andreon.
Blant spørsmålene forskere håper å komme inn på ved å studere JKCS041 er: Hva er oppbyggingen av elementer (for eksempel jern) som i en så ung gjenstand? Er det tegn på at klyngen fremdeles dannes? Forholder temperaturen og røntgenlysstyrken til en så fjern klynge massen på samme enkle måte som for nærliggende klynger?
Kilde: EurekAlert
