kozmos.hr
Svemir

Protoklaster – galaktičko gradilište

objavljeno

Međunarodni tim astronoma otkrio je skup struktura za koju se smatra da je “protoklaster” galaksija koji bi se u budućnosti trebao razviti u galaktički superklaster.

Smješten 11 milijardi svjetlosnih godina od Zemlje, promatranja pokazuju protoklaster kakav je izgledao kada je svemir bio star 3 milijarde godina, tijekom epohe kada su se zvijezde u određenim dijelovima kozmosa stvarale većim brzinama.

U članku objavljenom u časopisu Astronomy & Astrophysics, međunarodni tim astronoma izvještava o otkriću objekata za koje se čini da su nova akumulacija galaksija u nastajanju – poznatih kao protoklaster.

Golemi protoklaster stopljenih galaksija iz ranog svemira

“Ovo otkriće važan je korak prema postizanju našeg konačnog cilja: razumijevanju skupa galaktičkih jata, najmasivnijih struktura koje postoje u svemiru”, rekla je Brenda Frye, izvanredna profesorica astronomije na Steward opservatoriju Sveučilišta Arizona i jena od autorica istraživanja.

Mliječna staza, galaksija koja je dom našeg Sunčevog sustava, pripada skupu galaksija poznatom kao Lokalna grupa, koja je dio superjata Djevice. Ali kako je izgledalo superjato kao što je Djevica prije 11 milijardi godina?

“Još uvijek znamo vrlo malo o protoklasterima, dijelom zato što su tako slabi, preslabi da bi ih optička svjetlost otkrila”, rekla je Frye. U isto vrijeme, poznato je da zrače sjajno na drugim valnim duljinama kao što je submilimetar.

Prvotno otkriven teleskopom Planck kao dio istraživanja cijelog neba, ovaj se protoklaster pokazao istaknut u dalekom infracrvenom području elektromagnetskog spektra. Pregledavajući uzorak od više od 2000 objekata kandidata – struktura koje bi mogle postati klasteri – istraživači su naišli na protoklaster označen kao PHz G237.01+42.50, ili skraćeno G237. Promatranja su izgledala obećavajuće, ali da bi se potvrdio njezin identitet bila su potrebna naknadna promatranja pomoću drugih teleskopa.

Pod vodstvom Mari Pollette s Nacionalnog instituta za astrofiziku ili INAF-a u Milanu, Italija, tim je proveo promatranja koristeći kombiniranu snagu Velikog binokularnog teleskopa u Arizoni, kojim upravlja UArizona, i Subaru teleskopa u Japanu. Kao rezultat ove studije, tim je identificirao 63 galaksije koje pripadaju G237. Izvorno otkriće objavljeno je u članku, a naknadna opažanja također su dobivena korištenjem arhivskih podataka, Herschel Space Observatory i svemirskim teleskopom Spitzer.

“Protoklasteri galaksija kao što je G237 možete zamisliti kao galaktičko gradilište u kojem se sastavljaju masivne galaksije, samo što je ova struktura postojala u vrijeme kada je svemir bio star 3 milijarde godina”, rekao je Frye. “U isto vrijeme, genealogija je možda bliža nego što mislite. Budući da je svemir homogen i isti u svim smjerovima, mislimo da je Mliječna staza možda pristala na čvoru protoklastera sličnom G237 kada je bila vrlo mlada.”

U početku su opažanja G237 implicirala ukupnu stopu formiranja zvijezda koja je bila nerealno visoka, a tim se borio da shvati podatke. Činilo se da protokol G237 formira zvijezde brzinom od 10 000 puta većom od Mliječne staze, napominju autori. Tom brzinom, očekuje se da će protoklaster brzo potrošiti svoje zvjezdano gorivo i potom se smjestiti u složeni sustav sličan superjatu Djevice.

“Svaka od 63 dosad otkrivene galaksije u G237 bila je poput tvornice zvijezda u overdriveu”, rekla je Frye. “Kao da su galaksije radile prekovremeno za sklapanje zvijezda. Stopa proizvodnje je bila neodrživa. Zbog takvog tempa, očekuje se da će se lanci opskrbe prekinuti u bliskoj budućnosti, i to na način koji će trajno zatvoriti gradilište galaksija .”

Takva velika proizvodnja može se održavati samo kontinuiranim dodavanjem goriva, što je za zvijezde plin – vodik. Za to je potreban održiv i uravnotežen izvor ogromne količine svježeg plina. “Ne znamo odakle je dolazio taj plin”, rekla je.

Kasnije je tim otkrio da dio signala dolazi iz galaksija koje nisu povezane s protoklasterom, ali čak i nakon što su irelevantni signali uklonjeni, ukupna stopa formiranja zvijezda ostala je visoka, najmanje tisuću solarnih masa godišnje, prema Poletti. Za usporedbu, Mliječna staza proizvede oko jedne sunčeve mase svake godine.

“Sastavili smo sliku uspješnog visokoučinkovitog galaktičkog gradilišta koje stvara galaksije i zvijezda u njima te ima održivu opskrbu energijom “.

Sve galaksije u svemiru dio su divovske strukture koja nalikuje trodimenzionalnoj  paukovoj mreži zvanoj kozmička mreža. Filamenti kozmičke mreže sijeku se na čvorovima, koji su u ovoj analogiji galaktička gradilišta.

“Vjerujemo da filamenti posreduju u prijenosu plinovitog vodika iz difuznog medija međugalaktičkog prostora na ove gladne, novoformirajuće strukture protoklastera u čvorovima”, rekao je Frye.

Ukazujući na buduća istraživanja, Polletta je rekao: “U procesu smo analize dodatnih opažanja na ovom i drugim Planckovim protoklasterima s ciljem praćenja plina koji stvara ove novonastale zvijezde i hrani supermasivne crne rupe, kako bismo odredili njihovo podrijetlo i objasniti uočenu izvanrednu aktivnost.”

Frye se raduje kombiniranju podataka s Velikog binokularnog teleskopa s planiranim promatranjima pomoću svemirskog teleskopa James Webb, koji će biti lansiran u prosincu.

“Protoklasteri nude priliku da se istraže ključna pitanja u astronomiji na koja samo ova nova zvjezdarnica može odgovoriti”, rekla je, “poput toga koji mehanizmi pokreću čudesnu formaciju zvijezda i kada će nestati zaliha vodika, što će prisiliti ovo galaksičko gradilište da zatvori svoja vrata i pretvoriti se u superskup sličan onom u kojem se nalazi naša Mliječna staza?”

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram-t.me/kozmoshr