Teleskop na Južnom polu pomogao je astronomima sastaviti novi katalog s više od 7.000 potvrđenih galaktičkih skupova. Riječ je o najvećim gravitacijski povezanim strukturama u svemiru, a njihov raspored čuva tragove o tome kako je svemir rastao tijekom milijardi godina.
Novi katalog temelji se na pet godina promatranja teleskopa South Pole Telescope na Antarktici. Istraživači su pronašli 8.892 moguća galaktička skupa, a njih 7.190 potvrdili su optičkim i infracrvenim podacima.
Antarktika kao prozor u rani svemir
South Pole Telescope promatra nebo iznad NSF-ove postaje Amundsen-Scott na Južnom polu, jednog od najboljih mjesta na Zemlji za ovakvu vrstu astronomije. Zrak je ondje iznimno suh i stabilan, što znanstvenicima omogućuje precizna mjerenja kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja, slabog ostatka ranog svemira koji i danas ispunjava prostor.
Upravo u tom zračenju znanstvenici mogu tražiti tragove golemih galaktičkih skupova. Kada kozmičko mikrovalno pozadinsko zračenje prolazi kroz skup, prolazi i kroz vrući plin između galaksija. Elektroni u tom plinu mijenjaju energiju zračenja i ostavljaju vrlo slab, ali mjerljiv potpis poznat kao Sunjajev-Zeldovičev učinak.
Drugim riječima, astronomi ne traže samo galaksije. Oni promatraju kako najveći galaktički skupovi ostavljaju trag na najstarijoj svjetlosti koju možemo vidjeti.
Više od petine kataloga dosad nije bilo poznato
Prema radu istraživačkog tima, oko 20 posto potvrđenih skupova ne pojavljuje se ni u jednom ranijem katalogu. Još je važnije to što je za 4.824 sustava ovo prvi put da je u njima otkriven vrući plin. Katalog zato ne donosi samo novi popis objekata, nego i novu kartu dijela velike kozmičke mreže.
Uzorak pokriva oko četiri posto neba, odnosno približno 1.600 kvadratnih stupnjeva. U njemu se nalazi oko 1.800 galaktičkih skupova čija svjetlost potječe iz razdoblja prije više od 7,8 milijardi godina. To je važno jer galaktički skupovi nisu samo velike nakupine galaksija. Oni su i alati za proučavanje tamne tvari, tamne energije i načina na koji se struktura svemira oblikovala kroz vrijeme.
Nedavno smo pisali i o tome kako je Euclid pronašao najstarije kvazare dosad. To je druga strana iste velike priče: moderni teleskopi sve bolje mapiraju rani svemir, ali različiti instrumenti otkrivaju različite slojeve te povijesti.
Galaktički skupovi kao kozmička vaga
Galaktički skupovi sadrže stotine ili tisuće galaksija, velike količine vrućeg plina i još više tamne tvari. Zbog toga su posebno korisni za temeljna kozmološka pitanja. Koliko je brzo svemir stvarao velike strukture? Kako se ponašala tamna energija? Jesu li modeli koji opisuju rast svemira dovoljno točni?
Nova analiza koristi kameru SPT-3G, nadograđenu 2017. godine s 16.000 detektora. Voditeljica rada Lindsey Bleem iz laboratorija Argonne National i Sveučilišta u Chicagu opisala je katalog kao novo polazište za buduća istraživanja kozmologije galaktičkih skupova.
Budući radovi trebali bi poboljšati mjerenja masa tih skupova, što je ključno za testiranje modela svemira. U tome će pomoći i nova generacija velikih promatranja, uključujući opservatorij Vera C. Rubin i ESA-in Euclid, koji mogu potvrditi još udaljenije galaktičke skupove u podacima South Pole Telescopea.
Najzanimljivije u ovoj priči nije samo broj od 7.190 potvrđenih galaktičkih skupova. Zanimljivo je to što svaki od njih postaje kozmička mjerna točka, dio karte koja pokazuje kako se svemir iz gotovo jednolikog ranog stanja pretvorio u mrežu galaksija, plina i tamne tvari koju danas pokušavamo razumjeti.