En galakse klynge placeret omkring 10,2 milliarder lysår fra Jorden er blevet opdaget ved at kombinere data fra NASAs Chandra røntgenobservatorium med optiske og infrarøde teleskoper. Klyngen, JKCS041, er den fjerneste galakse-klynge, der endnu er observeret, og vi ser det som da universet kun var omkring en fjerdedel af sin nuværende alder. Klyngens afstand slår den tidligere rekordholder med cirka en milliard lysår.
Galaxy-klynger er de største gravitationsbundne objekter i universet. At finde en så stor struktur på denne meget tidlige epoke kan afsløre vigtige oplysninger om, hvordan universet udviklede sig på dette afgørende stadie.
JKCS041 er på randen af, når forskere mener, at galakse klynger kan eksistere i det tidlige univers, baseret på hvor lang tid det skal tage for dem at samles. Derfor vil undersøgelse af dets egenskaber - såsom sammensætning, masse og temperatur - afsløre mere om, hvordan universet tog form.
”Dette objekt er tæt på den forventede afstandsgrænse for en galakse-klynge,” sagde Stefano Andreon fra National Institute for Astrophysics (INAF) i Milan, Italien. ”Vi tror ikke, at tyngdekraften kan arbejde hurtigt nok til at fremstille galakse-klynger meget tidligere.”
JKCS041 blev oprindeligt opdaget i 2006 i en undersøgelse fra Det Forenede Kongeriges infrarøde teleskop (UKIRT). Afstanden til klyngen blev derefter bestemt ud fra optiske og infrarøde observationer fra UKIRT, Canada-Frankrig-Hawaii-teleskopet på Hawaii og NASAs Spitzer-rumteleskop. Infrarøde observationer er vigtige, fordi det optiske lys fra galakserne i store afstande skiftes til infrarøde bølgelængder på grund af universets udvidelse.
Chandra-dataene var det sidste - men afgørende - bevis, da de viste, at JKCS041 faktisk var en ægte galakse-klynge. Den udvidede røntgenemission, som Chandra har set, viser, at der er blevet opdaget varm gas mellem galakserne, som forventet for en ægte galakse-klynge snarere end en, der er blevet fanget i formen.
Uden røntgenobservationer forblev muligheden for, at dette objekt kunne have været en blanding af forskellige grupper af galakser langs synslinjen eller et filament, en lang strøm af galakser og gas, set foran. Massen og temperaturen af den detekterede varme gas beregnet ud fra Chandra-observationer udelukker begge disse alternativer.
Omfanget og formen af røntgenemissionen, sammen med manglen på en central radiokilde, argumenterer imod muligheden for, at røntgenemissionen er forårsaget af spredning af kosmisk mikrobølgebaggrundslys af partikler, der udsender radiobølger.
Det er endnu ikke muligt med detekteringen af kun en ekstremt fjern galakse-klynge at teste kosmologiske modeller, men søgninger er i gang for at finde andre galakse-klynger i ekstreme afstande.
”Denne opdagelse er spændende, fordi det er som at finde et Tyrannosaurus Rex-fossil, der er meget ældre end nogen anden kendt,” sagde medforfatter Ben Maughan fra University of Bristol i Storbritannien. ”En fossil passer måske bare ind i vores forståelse af dinosaurer, men hvis du fandt mange flere, skulle du begynde at overveje, hvordan dinosaurerne udviklede sig. Det samme gælder galakse klynger og vores forståelse af kosmologi. ”
Den forrige rekordholder for en galakse-klynge var 9,2 milliarder lysår væk, XMMXCS J2215.9-1738, opdaget af ESAs XMM-Newton i 2006. Dette brød den forrige afstandsrekord med kun ca. 0,1 milliarder lysår, mens JKCS041 overgår XMMXCS J2215 .9 med cirka ti gange så.
”Det, der er spændende ved denne opdagelse, er astrofysikken, der kan gøres med detaljerede opfølgningsundersøgelser,” sagde Andreon.
Blandt de spørgsmål, som videnskabsfolk håber at tage op ved yderligere at studere JKCS041, er: Hvad er opbygningen af elementer (såsom jern) som i en så ung genstand? Er der tegn på, at klyngen stadig dannes? Forholder temperaturen og røntgenstrålens lysstyrke i en sådan fjern klynge sig til dens masse på samme enkle måde som de gør for nærliggende klynger?
Kilde: EurekAlert
