Всесвіту було 770 мільйонів років, що становило лише 5,5% від його теперішнього віку, але вже тоді поступово формувалися величезні скупчення галактик. У цю ранню епоху, а, отже, і на дуже великій відстані, астрономи виявили протоскупчення витягнутої форми, що складається з двох менших систем галактик, які, ймовірно, зіллються з часом в одну.
За словами науковців, які зробили це відкриття (про нього повідомлено 25 січня поточного року в Nature Astronomy), знахідка дає змогу астрономам мати унікальну природну лабораторію для дослідження процесу реіонізації раннього Всесвіту. «Це акуратний і красивий результат», — сказав Гууб Рьоттґерінґ (Huub Röttgering) з Лейденської обсерваторії в Нідерландах.
Сучасні скупчення галактик містять сотні або тисячі окремих зоряних систем. Однак їх формування почалося мільярди років тому з невеликих ущільнень у розподілі галактик в космічному просторі. LAGER-z7OD1 — так назвали нещодавно відкрите протоскупчення, містить 21 галактику на площі всього 26,4 на 12 кутових хвилин у сузір’ї Секстанта. Всі вони лежать приблизно на однаковій відстані від Землі й «упаковані» вп’ятеро щільніше, ніж це характерно для галактик на таких відстанях.
Вейда Ху (Weida Hu) з Науково-технологічного університету Китаю та його колеги з інших наукових установ світу знайшли протоскупчення в даних спостережень, виконаних за допомогою Камери темної енергії (Dark Energy Camera), що встановлена на 4-метровому телескопі імені Віктора Бланко в обсерваторії Серро-Тололо вЧилі. Вузькосмуговий фільтр для ближнього інфрачервоного діапазону електромагнітного спектра дав змогу виділили молоді галактики за їхнім іонізованим воднем, що дає спектральну лінію, відому як Лайман-альфа. Вона лежить в ультрафіолетовій частині спектра, але внаслідок червоного зміщення, спричиненого розширенням Всесвіту, в спектрах дуже віддалених об’єктів вона міститься в ближньому інфрачервоному діапазоні.
Спектроскопічні вимірювання, які науковці виконали за допомогою двох 6,5-метрових телескопів Магеллана в обсерваторії Лас-Кампанас, підтвердили велику відстань (що відповідає червоному зміщенню 6,93) для 16 галактик. Ху та його колеги очікують, що LAGER-z7OD1 виросту до стану масивного скупчення (за цим параметром воно майже вдвічі перевищуватиме сусіднє скупчення у сузір’ї Волосся Вероніки) з розміром близько 100 мільйонів світлових років у поперечнику.
Астрономи вважають, що такі яскраві молоді галактики є головним джерелом випромінювання, яке повторно іонізує нейтральний газоподібний водень у ранньому Всесвіті. Через 770 мільйонів років після Великого Вибуху цей процес реонізації мав бути головно завершений. Справді, Ху та його група передбачають, що бульбашки іонізованого газу, які оточують кожну окрему галактику в LAGER-z7OD1, перебувають у процесі злиття в один гігантський міхур, що оточує скупчення. (До речі, LAGER розшифровується як Lyman-Alpha Galaxies in the Epoch of Reionization —Лайман-альфа галактики в епоху реіонізації.)
Якби астрономи спостерігали ще раніший етап існування Всесвіту, то побачили б випромінювання Лайман-альфа галактик аж в середній ділянці інфрачервоного діапазону. Це випромінювання є поза досяжністю наземних телескопів. Його можна реєструвати за допомогою космічних телескопів. «Космічний телескоп Джеймса Вебба має виявляти галактики до червоних зміщень зі значенням 15, — зауважив Рьоттґерінґ, — і зможе виявити ранні протоскупчення при червоних зміщеннях від 10 до 13». Телескоп, який планують запустити в космос восени цього року, надасть астрономам більше інформації про джерела іонізуючого випромінювання в ранньому Всесвіті.
Водночас, радіоспостереження за допомогою таких інструментів, як LOFAR (Low-Frequency Array — Низькочастотний масив антен) в Європі та майбутня низькочастотна частина масиву антен площею квадратний кілометр (Square Kilometre Array) в Австралії, дозволять виявляти розподіл бульбашок іонізованого газу на небесній сфері та їх зростання з часом. Рьттґерінґ зазначив: «Через десять років ми будемо набагато краще розуміти Епоху реонізації».
За інф. з сайту https://skyandtelescope.org
