Międzynarodowa grupa naukowców wykorzystała dane obserwacyjne ze spektroskopu MUSE zainstalowanego na VLT w Chile oraz Suprime-Cam na teleskopie Subaru, aby dokonać szczegółowych obserwacji włókien gazu łączących galaktyki w dużej, odległej protogromadzie we wczesnym Wszechświecie.
W oparciu o bezpośrednie obserwacje odkryli, że zgodnie z przewidywaniami modelu formowania się galaktyk zimnej ciemnej materii, włókna są rozległe, rozciągają się na ponad 1 milion parseków – parsek to odległość równa 3,26 roku świetlnego – i dostarczają paliwo do intensywnego formowania się gwiazd i wzrostu supermasywnych czarnych dziur w protogromadzie.
Obserwacje, które stanowią bardzo szczegółową mapę filamentów, wykonano na SSA22, masywnej protogromadzie galaktyk leżącej w odległości około 12 mld lat świetlnych stąd w konstelacji Wodnika, co czyni ją strukturą bardzo wczesnego Wszechświata.
Odkrycia dają kluczowe spojrzenie na model formowania się galaktyk. Obecnie powszechnie uważa się, że włókna we wczesnym Wszechświecie napędzały powstawanie galaktyk i supermasywnych czarnych dziur w miejscach krzyżowania się włókien, tworząc gęste obszary materii. Zgodnie z tym grupa stwierdziła, że skrzyżowanie pomiędzy ogromnymi włóknami, które zidentyfikowali, jest domem dla aktywnych jąder galaktycznych – supermasywnych czarnych dziur – i galaktyk, które są bardzo aktywne w formowanie się gwiazd. Określają ich lokalizację na podstawie obserwacji przeprowadzonych za pomocą ALMA i obserwatorium Kecka.
Ich obserwacje opierają się na wykryciu promieniowania znanego jako Lyman alfa – światło ultrafioletowe, które powstaje, gdy neutralny wodór ulega jonizacji, a następnie powraca do stanu podstawowego – za pomocą przyrządu MUSE. Stwierdzono, że promieniowanie jest intensywne – zbyt wysokie, aby pochodziło od ultrafioletowego promieniowania tła Wszechświata. Ich obliczenia wykazały, że wysokie promieniowanie zostało wywołane przez galaktyki gwiazdotwórcze oraz formujące się czarne dziury.
Według Hideki Umehata z RIKEN Cluster for Pioneering Research i University of Tokyo, pierwszego autora artykułu: Sugeruje to bardzo mocno, że gaz opadający wzdłuż włókien pod wpływem siły grawitacji powoduje powstawanie galaktyk gwiazdotwórczych i supermasywnych czarnych dziur, nadając Wszechświatowi strukturę, którą widzimy dzisiaj.
I dalej kontynuuje: Wcześniejsze obserwacje wykazały, że emisje z kropel gazu rozciągają się poza galaktyki, ale teraz jesteśmy w stanie wyraźnie wykazać, że włókna te są wyjątkowo długie i wychodzą nawet poza brzeg pola widzenia oglądanego przez nas obrazu. To dodaje wiarygodności idei, że włókna te rzeczywiście napędzają intensywną aktywność, którą widzimy w galaktykach wewnątrz włókien.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej:
Massive filaments fuel the growth of galaxies and supermassive black holes
Źródło: RIKEN
