2009.10.26. - Távolságrekorder galaxishalmaz

A Chandra röntgenteleszkóppal, illetve optikai és infravörös távcsövekkel végzett észlelések alapján egy 10,2 milliárd fényév távolságban található galaxishalmazt sikerült azonosítani.

A JKCS041 katalógusjelű, tőlünk 10,2 milliárd fényév távolságban található galaxishalmaz az Univerzumnak azon állapotát tükrözi, mikor kora a mainak mindössze negyede volt. A távolságrekorder halmazt a NASA Chandra műholdjával végzett röntgen-, illetve földi bázisú optikai és infravörös mérések alapján azonosították. A halmaz távolsága körülbelül 1 milliárd fényévvel haladja meg a korábbi rekorderét. Stefano Andreon (National Institute for Astrophysics, Milan, Italy) szerint az objektum közel van ahhoz a távolság-, s egyben időhatárhoz, ahol, s amikorra a mai tudásunk szerint a Világegyetem születése után galaxishalmaz egyáltalában kialakulhat. Ennél korábban a gravitációnak egyszerűen nem volt elég ideje ilyen nagyléptékű struktúrákat létrehozni. A JKCS041 galaxishalmaz különböző fizikai paramétereinek - kémiai összetétel, tömeg, hőmérséklet - tanulmányozása ezért rendkívül fontos lehet annak megértésében, miként alakultak ki a különböző szerkezeti elemek, köztük a legnagyobbak, a galaxishalmazok a korai Univerzumban.

A Digitized Sky Survey optikai és infravörös képeivel összemontírozott VLT-felvétel a kérdéses égboltrészről.
[Digital Sky Survey, ESO/VLT]

A távoli galaxishalmazok azonosítása gyakran az optikai vagy az infravörös tartományba eső sugárzásuk alapján történik meg először, ami azt jelenti, hogy a hozzájuk tartozó galaxisok sugárzását idős, vörös csillagok dominálják. A JKCS041 első detektálása 2006-ban történt a brit UKIRT (United Kingdom Infrared Telescope) segítségével. A halmaz távolságát aztán az UKIRT, a CFHT (Canada-France-Hawaii Telescope) és a NASA Spitzer űrteleszkópja optikai és infravörös észlelései alapján határozták meg. Az infravörös megfigyelések azért különösen fontosak, mivel az ilyen távolságban található objektumok optikai sugárzása a Világegyetem általános tágulása miatti vöröseltolódás miatt éppen ebbe a hullámhossz-tartományba csúszik el.

A Chandra röntgenfelvétele a JKCS041 katalógusjelű galaxishalmazról és a környező égi területről.
[NASA/CXC/INAF/S. Andreon és tsai]

A Chandra adatai megerősítették, hogy a JKCS041 valóban egy galaxishalmaz. A detektált kiterjedt röntgensugárzás olyan forró, galaxisközi gázra utal, ami ténylegesen már kialakult, s nem éppen a formálódás állapotában lévő galaxishalmazokra jellemző. A röntgenadatok azért is fontosak, mivel nélkülük nem lett volna egyértelmű, hogy nem csak egyirányban látszó, de különböző távolságban lévő galaxiscsoportosulásokról, vagy gáz és galaxisok hosszú, éppen szemből látszó áramáról (filamentumok), hanem valódi galaxishalmazról van szó. A Chandra mérésein alapuló tömeg- és hőmérsékletbecslések az alternatívákat kizárták, s ezzel bizonyították, hogy tényleg egy halmaz került a teleszkópok látóterébe. A röntgensugárzó terület kiterjedése, alakja, illetve a központi rádióforrás hiánya is azt erősíti meg, hogy a röntgensugárzás nem a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás rádióhullámokat kibocsátó részecskéken történő szóródásával állt elő.

Az optikai/infravörös és a röntgenfelvételekből készített montázs.
[NASA/CXC/INAF/S. Andreon és tsai, Digital Sky Survey, ESO/VLT]

Természetesen egy darab ilyen óriási távolságban lévő galaxishalmaz azonosítása még nem alkalmas kozmológiai modellek tesztelésére, de folynak a továbbiak detektálását célzó kutatások. Ben Maughan (University of Bristol) a dinoszauruszokat hívja segítségül, hogy megvilágítsa ennek jelentőségét: Ha az őslénykutatók felfedeznének egy olyan Tyrannosaurus Rex fosszíliát, ami minden eddig ismertnél idősebb, akkor azt megpróbálnák beilleszteni a dinoszauruszokról rendelkezésre álló ismeretek sorába. Ha azonban sok ilyenre bukkannának, minden bizonnyal elkezdenének azon gondolkodni, hogy újraírják a dinoszauruszok fejlődésének történetét. Valószínűleg hasonló lenne igaz a távoli galaxishalmazok és jelen kozmológiai tudásunk viszonylatában is.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astronomy & Astrophysics c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• Chandra News 2009.10.22.