Som en placering fra Star Wars er denne galakse-klynge langt, langt væk og med oprindelse for længe, længe siden. Det er en kæmpe 9,6 milliarder lysår væk, og røntgen- og infrarøde observationer viser, at klyngen er overvejende gamle, massive galakser. Dette betyder, at galakser dannet, da universet stadig var meget ungt, så at finde denne klynge og være i stand til at se det giver nye oplysninger ikke kun om den tidlige galakseudvikling, men også om universets historie som helhed.
Et internationalt team af astronomer fra Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, University of Tokyo og Kyoto University opdagede denne klynge ved hjælp af Subaru-teleskopet sammen med XMM-Newton-rumobservatoriet til at se i forskellige bølgelængder.
Ved hjælp af Multi-Object Infrared Camera and Spectrometer (MOIRCS) på Subaru-teleskopet var teamet i stand til at se i næsten infrarøde bølgelængder, hvor galakserne er mest lysende.
”MOIRCS-instrumentet har en ekstremt kraftig evne til at måle afstande til galakser. Det var hvad der gjorde vores udfordrende observation mulig, ”sagde Masayuki Tanaka fra Tokyo University. ”Selvom vi kun bekræftede flere massive galakser i denne afstand, er der overbevisende bevis for, at klyngen er en reel, gravitationsbundet klynge.”
Som et konturkort angiver pilene på billedet ovenfor galakser, der sandsynligvis er placeret i samme afstand, samlet rundt om billedet. Konturerne viser klyngens røntgenemission. Galakser med bekræftede afstandsmålinger på 9,6 milliarder lysår cirkles. Kombinationen af røntgendetektion og indsamlingen af massive galakser beviser utvetydigt en reel, gravitationsbundet klynge.
At de enkelte galakser faktisk holdes sammen af tyngdekraften bekræftes af observationer i et meget andet bølgelængdestyrke: Materiale mellem galakserne i klynger opvarmes til ekstreme temperaturer og udsender lys ved meget kortere bølgelængder end synligt for det menneskelige øje. Holdet brugte derfor XMM-Newton-rumobservatoriet til at lede efter denne stråling i røntgenstråler.
”På trods af vanskelighederne med at indsamle røntgenfotoner med en lille effektiv teleskopstørrelse svarende til størrelsen på et baghave-teleskop, opdagede vi en klar signatur af varm gas i klyngen,” sagde Alexis Finoguenov fra Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics.
Kombinationen af disse forskellige observationer i, hvad der er usynlige bølgelængder for det menneskelige øje, førte til den banebrydende opdagelse af galakse-klyngen i en afstand af 9,6 milliarder lysår - ca. 400 millioner lysår længere ind i fortiden end den tidligere fjerneste klynge.
En analyse af de indsamlede data om de enkelte galakser viser, at klyngen allerede indeholder en overflod af udviklede, massive galakser, der dannede ca. to milliarder år tidligere. Da de dynamiske processer til aldring af galaksen er langsomme, kræver tilstedeværelsen af disse galakser klyngesamlingen gennem fusion af massive galaksegrupper, der hver nærer sin dominerende galakse. Klyngen er derfor et ideelt laboratorium til at studere udviklingen af galakser, da universet kun var omkring en tredjedel af sin nuværende tidsalder.
Da fjerne galakse klynger også er vigtige sporere i storskala-strukturen og urbefolkningens uretæthed i universet, vil lignende observationer i fremtiden føre til vigtig information for kosmologer. De hidtil opnåede resultater viser, at strøm nær infrarøde faciliteter er i stand til at tilvejebringe en detaljeret analyse af fjerne galakspopulationer, og at kombinationen med røntgendata er et kraftfuldt nyt værktøj. Holdet fortsætter derfor med at søge efter fjernere klynger.
Kilde: Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
