Masywne gromady galaktyk, niektóre o masie większej niż sto galaktyk Drogi Mlecznej, istniały już około trzech miliardów lat po Wielkim Wybuchu. Ciągłe procesy gwiazdotwórcze czynią je wystarczająco jasnymi, by można było je wykryć z dużej odległości.
Tego rodzaju gromady były przewidywane w symulacjach ewolucji kosmologicznej, ale ich właściwości są bardzo niepewne. Astronomowie zajmujący się ewolucją gwiazd we Wszechświecie są szczególnie zainteresowani tymi gromadami ze względu na obfitość znajdujących się w nich gwiazd oraz ich aktywność.
Wbrew pozorom, tworzenie się gwiazd w galaktykach nie jest procesem ciągłym. Nie tylko może on mieć charakter wybuchowy – być może w wyniku zderzeń w sąsiednich galaktykach, ale może także nastąpić odwrotna sytuacja. Tworzenie gwiazd może ulegać samoograniczeniu, ponieważ młode, masywne gwiazdy wytwarzają wiatr i supernowe, które mogą rozrywać rodzime obłoki molekularne, uniemożliwiając tym samym przyszłe formowanie się gwiazd. W połączeniu z zakłóceniami wywołanymi przez dżety z aktywnego jądra supermasywnej czarnej dziury ten destrukcyjny proces nazywa się wygaszaniem. Badacze uważają, że jest on w stanie zahamować proces formowania się gwiazd. Czy miało to miejsce we wczesnym Wszechświecie oraz kiedy i jak ma miejsce – to kluczowy obszar badań kosmicznych.
Astronomowie z CfA, Matt Ashby i Esra Bulbul, są członkami zespołu South Pole Telescope (SPT), który odkrył i bada masywne gromady galaktyk we wczesnym Wszechświecie. Niedawno ukończyli badania nad formowaniem się gwiazd i populacjami gwiazdowymi w najbardziej odległych gromadach znalezionych w ramach prac zespołu SPT. Korzystając z kamery IRAC zamontowanej na teleskopie Spitzera oraz kamery szerokopasmowej na teleskopie Hubble’a, badali pięć gromad z epoki około 4,5 miliarda lat po Wielkim Wybuchu, gdy galaktyki ogólnie były szczególnie aktywne w tworzeniu nowych gwiazd. Gromady tej wielkości są niezwykle rzadkie na takich odległościach i jest to pierwsze tego typu badanie, jakie kiedykolwiek wykonano. Wykorzystując podczerwoną barwę galaktyk w wybranych gromadach SPT, naukowcy byli w stanie scharakteryzować gwiazdy i aktywność gwiazdotwórczą. Co ciekawe, odkryli, że w tej epoce masywne gromady mają tendencję do przyjmowania mieszanki typów galaktyk, z dość powszechnymi nieaktywnymi galaktykami. Najwyraźniej w tych spokojnych członkach gromady nastąpiło już wygaszanie procesu formowania się gwiazd. Astronomowie dochodzą do wniosku, że tworzenie się gwiazd może być skutecznie tłumione w centralnych regionach najbardziej masywnych gromad – nawet w tych wczesnych epokach kosmicznych, kiedy zachodzi najbardziej intensywne formowanie się gwiazd.
Więcej:
Suppressed Star Formation in the Early Universe
Galaxy populations in the most distant SPT-SZ clusters
Źródło: CfA
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Na zdjęciu: Mapa gromady galaktyk przedstawiająca gęstość członków galaktyk w masywnej gromadzie SPT-CLJ0421. Źródło: Strazzullo i inni, 2019
