Jata galaksija nastaju zbijanjem velikog broja galaksija te predstavljaju najmasivnije strukture u svemiru. Njihovi prethodnici, protoklaseri, prikazuju galaksije u najranijim fazama razvoja i omogućuju proučavanje procesa njihova nastanka. Takva rana koncentracija galaksija s vremenom evoluira u golema jata kakva se opažaju u današnjem svemiru.
Astronomi su uz pomoć radioteleskopa Very Large Array (VLA) i Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) otkrili rijedak protoklaster koji je opažen u razdoblju kada je svemir bio oko 11 milijardi godina mlađi nego danas. Sustav PJ0846+15, poznat kao J0846, prvi je protoklaster čija je središnja regija opažena uz snažno povećanje djelovanjem gravitacijske leće. Opažanja pružaju izravan uvid u rane faze nastanka nekih od najmasivnijih jata galaksija u suvremenom svemiru.
Promatranja visoke prostorne razlučivosti pomoću ALMA-e pokazala su da izvor koji je u podacima teleskopa Planck izgledao kao jedan izrazito sjajan submilimetarski objekt zapravo predstavlja gusto zbijenu skupinu od najmanje 11 galaksija bogatih prašinom u kojima se intenzivno stvaraju zvijezde. Sve su smještene unutar volumena manjeg od udaljenosti između Mliječne staze i galaksije Andromeda. U trenutku opažanja galaksije su prolazile kroz snažnu fazu ubrzanog stvaranja zvijezda, u vrijeme kada je svemir bio star tek nekoliko milijardi godina, zbog čega se J0846 ubraja među najbrže rastuće jezgre protoklasera dosad zabilježene.
Kako ALMA i VLA otkrivaju skrivene galaksije
Galaktička prašina u tim sustavima apsorbira većinu vidljive svjetlosti, zbog čega su galaksije gotovo nevidljive u optičkim promatranjima unatoč iznimno visokim stopama stvaranja zvijezda. Osjetljivost ALMA-e na submilimetarsko zračenje hladne prašine i molekularnog plina omogućuje probijanje tog zaklona te otkrivanje plinskih rezervoara i aktivnosti koje će s vremenom dovesti do formiranja masivnog jata galaksija.
Protoklaster J0846 nalazi se iza masivnog jata galaksija u prvom planu, koje je smješteno približno na polovici udaljenosti duž linije pogleda prema sustavu. Ovo rijetko poravnanje dvaju jata uzrokuje snažan efekt gravitacijske leće: jato u prvom planu povećava, izobličuje i u nekim slučajevima višestruko preslikava slike udaljenih galaksija, čime se znatno povećavaju njihova prividna svjetlina i kutna veličina.
Takvo prirodno povećanje omogućuje detaljna istraživanja pozadinskog protoklasera koja bi bez gravitacijske leće bila nedostižna. Budući da je protoklaster u pozadini više nego dvostruko udaljeniji od jata u prvom planu, astronomi mogu promatrati različite faze razvoja jata galaksija duž gotovo iste linije pogleda, što omogućuje usporedbu ranih i zrelih stadija njihove evolucije.
Mapiranje stvaranja zvijezda i plinskih rezervoara
ALMA je mapirala emisiju CO(3–2) i kontinuum prašine iz pozadinskih galaksija, potvrdivši da najmanje 11 sustava dijeli isti crveni pomak i zauzima vrlo kompaktan volumen. Time su omogućena precizna mjerenja stopa stvaranja zvijezda, masa plina i unutarnje dinamike. Podaci pokazuju da jezgra protoklasera sadrži iznimno velike količine hladnog plina koji potiče intenzivno, prašinom zaklonjeno stvaranje zvijezda i brzo povećanje zvjezdane mase budućih galaksija u jatu.
Komplementarna opažanja pomoću VLA-e na frekvenciji od 6 GHz prate radijsko zračenje povezano sa stvaranjem zvijezda i mogućom prisutnošću aktivnih galaktičkih jezgri u objektima u prvom planu i u pozadini. Ta promatranja omogućuju određivanje morfologije galaksija u jatu u prvom planu te identifikaciju radijskih parnjaka galaksija u pozadinskom protoklasteru, povezujući raspodjelu mase gravitacijske leće s fizičkim procesima unutar sustava.
“Jata galaksija mogu se usporediti s velikim modernim gradovima koji su izgrađeni na temeljima ranijih naselja.” Zamislite to ovako. “Kada arheolog kopa dublje, otkriva starije slojeve civilizacije. Na sličan način, promatrajući udaljenije objekte, astronomi gledaju dalje u prošlost. Proučavanje ovog protoklasera omogućuje nam uvid u to kako su rane koncentracije galaksija postupno izrasle u zrela jata kakva danas opažamo”, izjavio je glavni autor rada Nicholas Foo s Arizona State University.
Protoklaseri poput J0846 predstavljaju rane faze nastanka današnjih masivnih jata galaksija i djeluju kao područja u kojima gravitacija ubrzano okuplja plin, galaksije i tamnu tvar u najveće strukture u svemiru. Kombiniranjem podataka ALMA-e o prašini i molekularnom plinu s radijskim promatranjima VLA-e, astronomi dobivaju cjelovitu sliku procesa rasta, međudjelovanja i transformacije galaksija u izrazito gustom okolišu.
Zbog rijetkog poravnanja dvaju jata galaksija i snažnog učinka gravitacijske leće, sustav J0846 predstavlja iznimno vrijedan prirodni laboratorij za provjeru teorijskih modela nastanka jata galaksija i zajedničke evolucije galaksija i njihova okoliša. Daljnja opažanja pomoću VLA-e i ALMA-e omogućit će povezivanje današnjih razvijenih jata galaksija s njihovim kompaktnim, prašinom bogatim i izrazito aktivnim prethodnicima iz ranog svemira
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
