Spoglądając 9 miliardów lat w przeszłość międzynarodowy zespół astronomów znalazł dojrzałe galaktyki w młodym Wszechświecie. Są one częścią gromady galaktyk, która istniała, gdy Wszechświat miał zaledwie 5 miliardów lat, czyli około 35 procent obecnego swojego wieku. Jest to niezbity dowód, że galaktyki musiały zacząć się formować niedługo po Wielkim Wybuchu. Kolejnych argumentów przemawiających za tym przypuszczeniem dostarczyły kolejne obserwacje tego samego zespołu. Astronomowie zajrzeli jeszcze dalej wstecz w czasie i odnaleźli zaczątki galaktyk zaledwie 1,5 miliarda lat po narodzinach Wszechświata, czyli gdy miał on 10 procent obecnego wieku. Te “galaktyki-bobasy” znajdują się we wciąż ewoluującej gromadzie, najdalszej kiedykolwiek odkrytej protogromadzie galaktyk.

Urządzenie zwane Advanced Camera for Surveys (ACS), znajdujące się na Kosmicznym Teleskopie Hubble’a wykorzystano do obserwacji masywnej gromady galaktyk oznaczonej RDCS 1252.9-2927 i protogromady TN J1338-1942. Na podstawie danych z Chandra X-ray Observatory wyznaczono masę RDCS 1252, najbardziej masywnej gromadzie galaktyk spośród zbliżonych do niej wiekiem. Zebrane informacje posłużyły zespołowi ACS do zbudowania wiarygodnej hipotezy ewolucji obserwowanej gromady w długim okresie czasu. ACS został zaprojektowany specjalnie do badań tak odległych obiektów.

Rewelacje międzynarodowego zespołu są potwierdzeniem istniejących już teorii, według których galaktyki utworzyły się stosunkowo wcześnie po powstaniu Wszechświata. Istnienie masywnych gromad galaktyk w młodym Wszechświecie zgadza się z modelem kosmologicznym, zakładającym istnienie chłodnej ciemnej materii. Małe gromady mają się według niej łączyć a większy pod wpływem oddziaływania grawitacyjnego ciemnej materii. Więcej o ciemnej materii można przeczytać tutaj

Pierwsze doniesienia z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a pozwalają ocenić wiek lwiej części gwiazd z RDCS 1252 na 11 miliardów lat. Wyniki te opublikowano w numerze Astrophysical Journal z 20 października 2003 roku (skrót artykułu tutaj). Głównym autorem jest John Blakeslee z John Hopkins University w Baltimore.

Kolejne dane z Hubble’a dały astronomom, po raz pierwszy w historii, wgląd w galaktyki, które istniały ponad 12 miliardów lat temu. Są one tak młode, że członkowie zespołu byli w stanie dostrzec miriady dopiero tworzących się gwiazd. Te najmłodsze odkryte galaktyki są zgrupowane wokół jednej, dużej galaktyki – jest to zaczątek gromady galaktyk. Publikacja na ten temat ukazała się w Nature z 1 stycznia 2004 roku (skrót artykułu tutaj). Głównym autorem pracy jest George Miley z holenderskiego Leiden Observatory.

Do niedawna ludzie nie sądzili, że gromady galaktyk istniały gdy Wszechświat miał tylko 5 miliardów lat” – wyjaśnia Blakeslee. “Nawet jeśli ktoś podejrzewał istnienie tak starych gromad, to i tak nie sądziliśmy, że da się je zaobserwować” – dodał Miley. – “W zasadzie nikt nie wiedział kiedy rozpoczął się proces tworzenia gromad. Teraz jesteśmy jego świadkami“.

Oba programy badawcze doprowadziły astronomów do wniosku, że to, co widzą to zaczątki dzisiejszych gromad galaktyk. “Gromada RDCS 1252 wygląda praktycznie jak gromady obserwowane blisko nas” – mówi Marc Postman z Space Telescope Science Institute w Baltimore, współautor obu publikacji. “Szczerze mówiąc, gdyby wziąć RDCS 1252 i postawić obok innej, znacznie starszej gromady, nie dałoby się ich rozróżnić“.

Historia dwóch gromad

Jak galaktyki tak szybko skupiły się w gromady po Wielkim Wybuchu? “To kwestia starej prawdy, że bogaci się bogacą” – wyjaśnia Blakeslee. – “Gromady rosły szybko, bo tworzyły się w obszarach o dużej gęstości gwiazd, przez co łatwo tworzyły się poszczególne galaktyki-składniki gromady“.

Ten domysł potwierdzają obserwacje gromady RDCS 1252 w promieniach Rentgena. Chandra i XMM-Newton dostarczyły astronomom najświeższych danych dotyczących własności olbrzymiej chmury gorącego gazu, która towarzyszy gromadzie. Ten obłok rozgrzanego do temperatury 70 milionów stopni Celsjusza gazu jest doskonałym wyznacznikiem całkowitej masy gromady. Artykuł autorstwa Piero Rosatiego z European Southern Observatory na ten temat ukaże się w styczniu 2004 roku w Astronomical Journal.

Dzięki ostrości obrazu z Chandry jesteśmy w stanie określić kształt gazowego halo i wywnioskować, że RDCS 1252 powstała już jakiś czas temu” – mówi Rosati, który odkrył tę gromadę przy pomocy teleskopu ROSAT.

RDCS 1252 może zawierać tysiące galaktyk. Większość z nich świeci zbyt słabym światłem, by je dostrzec z Ziemi. Potężne soczewki ACS zdołały jednak wyróżnić kilkaset z nich. Używając teleskopu Very Large Telescope (VLT) naukowcy byli w stanie zmierzyć odległość do gromady. ACS umożliwił zbadanie kształtu i koloru ponad 100 galaktyk wchodzących w skład RDCS 1252, co pozwoliło określić wiek tworzących je gwiazd. Zespół ACS ocenił, że większość gwiazd w gromadzie było już w pełni uformowanych, gdy Wszechświat miał około 2 miliardów lat. Obserwacje rentgenowskie potwierdziły to – okazuje się, że 5 miliardów lat po Wielkim Wybuchu otaczający gromadę gaz został wzbogacony o ciężkie pierwiastki pochodzące z nuklearnego pieca gwiazd.

Większość galaktyk w RDCS 1252 przeszło już początkowe stadia ewolucji i wchodzi w okres spokojnej starości. Natomiast protogromada TN J1338 zawiera wiele młodych, aktywnych galaktyk. Wyróżnia się pomiędzy nimi jedna masywna galaktyka otoczona wieloma mniejszymi, wciąż tworzącymi się. Galaktyka dominująca wytwarza spektakularne dżety, emitujące promieniowanie radiowe. Takie dżety zasilane są supermasywną czarną dziurą w centrum galaktyki, a interakcja pomiędzy dżetami a gazem powoduje bardzo dynamiczne powstawanie gwiazd. Odkrycie dominującej galaktyki metodami radioastronomicznymi skłoniło astronomów do przetrząśnięcia jej okolic w poszukiwaniu pozostałych galaktyk tworzących gromadę.

Masywne gromady galaktyk są wielkimi miastami Wszechświata, a galaktyki radiowe są niczym słupy dymu z fabrycznych kominów rozwijającego się miasta. Używamy ich do odnajdywania galaktyk, gdy znajdują się we wczesnych fazach ewolucji” – mówi Miley.

Oba odkrycia są o tyle donioślejsze, że pokazują jak skuteczne może być wykorzystanie wyników obserwacji wieloma różnymi teleskopami, w różnych długościach fal. ACS dostarczył kluczowych informacji dotyczących struktury obu odległych gromad. Chandra i XMM-Newton pozwoliły oszacować masę RDCS 1252, poprzez rentgenowskie obserwacje gazu otaczającego gromadę. Duże, naziemne teleskopy, takie jak VLT, zapewniły dokładne pomiary odległości do obu gromad i ich składy chemicznego.

Zespół ACS prowadzi dalsze badania nad odległymi gromadami galaktyk by dokładnie zrozumieć jak takie młode gromady i ich galaktyki ewoluują, by w końcu osiągnąć kształty bliskich nam gromad. Naukowcy planują wykonać obserwacje z bliskiej podczerwieni, co umożliwi określenie tempa tworzenia się gwiazd między innymi w RDCS 1252. W ten sposób poznamy mechanizm powstawania gwiazd w masywnych gromadach. Zespół będzie też badał obszar wokół kilku bardzo odległych galaktyk radiowych w poszukiwaniu kolejnych protogromad. Ostatecznym celem zespołu jest stworzenie spójnej, kompletnej teorii opisującej ewolucję gromady galaktyk od początkowego stadium protogromady, aż do końcowych etapów obserwowanych obecnie.

Autor

Jan Urbański

Komentarze

  1. ed    

    hmm……. — Witam.Nieraz wchodze na strony astronewsu i przeglądam różne materiały,i coraz częściej chce mi się zadac to pytanie:czy wy naprawde wierzycie w to co piszecie? (mam na mysli “WIELKI WYBUCH”)
    to przecież paranoja.Dlaczego ktoś coś powiedział i wszyscy podchwycili
    ten chory pomysł.Przecież to niemożliwe zrozumcie,poprostu niebylo tego co wybuchło,wszechświat istniał zawsze.Śmieszy mnie takie takie określenie typu:Wszechświat ma około 15 mld.lat:)…………..
    pozdrawiam.

    1. Jakub Skowron    

      Nie zgodzę się — Teoria wielkiego wybuchu jest bardzo mądra, jeżeli tylko nie myśli się o nim jako o faktycznym wybuchu, i że kiedyś wszystko było punktem materialnym, itp. Po prostu widzimy, że wszystko od nas się oddala, niezależnie od tego, w którym jest kierunku, i im coś jest dalej (nota bene: widzimy to tak, jakim było dawniej), tym szybciej się oddala (Prawo Hubble’a). Stąd wszystkir obiekty we wszechświecie zwalniają. Może więc jesteśmy pępkiem wszechświata, i jakbyśmy patrzyli w stronę Słońca np. z gromady galaktyk w Pannie, widzielibyśmy obiekty oddalające się szybciej, niż te z drugiej strony sfery niebieskiej. Ale zakładając, że nie jesteśmy pępkiem wszechświata, dochodzimy do teorii wielkiego wybychu. Wszystko się oddala i prędkość radialna jest liniową funkcją odległości. Mamy tzw. wiek wszechświata (nota bene: wszechświat istniał zawsze, bo poza wszechświatem nie nma pojęcia czasu), a tzw moment wielkiego wybychu jest to po prostu moment, w którym każdy obiekt (np. jakaś odległa galaktyka) był “u nas” (bo jeżeli się oddala, to wcześniej był bliżej, jeszcze wcześniej jeszcze bliżej itd.)

    2. Michał M.    

      Tak, wierzymy

      > Witam.Nieraz wchodze na strony astronewsu i przeglądam różne
      > materiały,i coraz częściej chce mi się zadac to pytanie:czy wy
      > naprawde wierzycie w to co piszecie? (mam na mysli “WIELKI WYBUCH”)

      Tak, wierzymy. Dlaczego mamy nie wierzyć? Jest to hipoteza naukowa zdająca się mieć solidne podstawy obserwacyjne i teoretyczne. Nie można jej tak po prostu wyrzucić tylko dlatego, że komuś się nie podoba czy wydaje się śmieszna. Idea istnienia zwierzęcia o 3-metrowej szyi też może wydawać się komuś śmieszna. A widziałem! Naprawdę takie cudo widziałem!

      > to przecież paranoja.Dlaczego ktoś coś powiedział i wszyscy
      > podchwycili
      > ten chory pomysł.Przecież to niemożliwe zrozumcie,poprostu niebylo
      > tego co wybuchło,wszechświat istniał zawsze.Śmieszy mnie takie
      > takie określenie typu:Wszechświat ma około 15 mld.lat:)…………..

      Wiesz, niektórych śmieszy nawet tzw kabaret Olgi Lipińskiej 😉

      Nie “ktoś powiedział”, tylko obserwacje astronomiczne pokazują, że Wszechświat się rozszerza. Wskazują także na to, że miał początek. I uwierzę raczej w hipotezę kogoś, kto na takie obserwacje wydał miliardy dolarów i zdaje się mówić logicznie, niż w to, co mówi ktoś, komu się cudza praca nie podoba (nie podoba BO NIE!)

      Oczywiście wolno krytykować Wielki Wybuch. Nawet autor tego określenia był takim krytykiem. Ale żeby krytykować – trzeba mieć argumenty. Samo “hipoteza jest śmieszna” nie wystarczy.

      pozdrawiam

      1. ed    

        hmm…….pozostał — witam ponownie pana,panie michale:) (kidyś zamieniliś my się zdaniami)
        nadal nie jestem przekonany do tego co otzrymałem w odpowiedziach
        (właściwie żadnych konkretów),natomisat na stronach o kosmologii kwantowej i owszem.panie michale nie trzeba być naukowcem z branży, żeby a ten przykład ze zwierzęciem o 3 metrowej szyi nie był smieszny,a argument że ktoś wydał miliardy dolarów na badania,jest banalny,wydał miliardy i wciska ludzią kit (bo w dalszym ciągu są to hipotezy……niestety:)).szkoda że niema takiej możliwości bespośredniego porozmawiania mam poprostu niezaspokojoną
        ciekawość tematu i “gigabajty” pytań.no cós będe się zaspokjał na
        stronach internetowych………pozdrawiam.

        1. Michał M.    

          Teoria Wielkiego Wybuchu

          > nadal nie jestem przekonany do tego co otzrymałem w odpowiedziach
          > (właściwie żadnych konkretów),

          Owszem żadnych. Podobnie jak nie przedstawiłeś żadnych konkretnych uwag do teorii Wielkiego Wybuchu. Po prostu ją obśmiałeś. Nie czuję się w obowiązku bronić WW skoro nawet nie został zaatakowany. Poza tym nie uzurpuję sobie praw do autorytatywnego wypowiadania się o Wielkim Wybuchu. Na mnie po prostu prawo Hubble’a i promieniowanie tła działa mocniej niż nazywanie teorii Wielkiego Wybuchu śmieszną.

          > natomisat na stronach o kosmologii
          > kwantowej i owszem.panie michale nie trzeba być naukowcem z branży,
          > żeby

          Podobnie mógłbyś powiedzieć, że nie trzeba być “z branży” aby operować na otwartym sercu. Czy naprawdę sądzisz, że wystarczy wiedzieć, że serce to pompa ssąco-tłocząca?

          Po lekturze banałów w sieci nie możesz dorównać wiedzą tym, którzy się zajmują tym zawodowo. Po prostu w dyskusji z jakimś kosmologiem stajesz na z góry przegranej pozycji.

          > a argument że ktoś wydał miliardy dolarów na badania,jest
          > banalny,wydał miliardy i wciska ludzią kit (bo w dalszym ciągu
          > są to hipotezy……niestety:)).

          I zawsze pozostaną! Wbrew pozorom, nawet prawa Newtona są tylko dobrze potwierdzonymi hipotezami.

          Wciska nie tyle kit, co teorię najlepiej pasującą do tego, co w wyniku wydania miliardów dolarów uzyskano.

          Przy okazji – szkoda, że na badania Wszechświata wydaje się miliardy dolarów, albo miliardy euro, a nie wydaje się miliardów złotych 🙁

        2. ed    

          jestem rozczarowany ale kosekwentny:) — nie twierdziłem że zrozumiałem mechanikę kwantową,chciałem tylko powiedzieć że jest bliższa mojemu rozumowaniu i nie twierdziłem że jest
          przejżysta lecz “bardziej przejrżysta” nie jest napchana “EPR,macierzami i bispiralami Ppauliego” tylko że w kosmologii kwantowej uwzględnia się margines zboczenia z pewnych norm
          naukowych (typu 2 razy 2 nie zawsze musi byc 4)i do takich zboczeń
          jestem przychylny (częściowo),i że nasz wszechświat nie jest jedyny,ze wszystkimi gwiazdami,galaktykami,czarnymi dziurami i ciemną materią,też jest realniejsze niż “teoria najlepiej pasująca do wydanych miliardów”,czyli garnitur uszyty na miare dla miliardera.
          prosze uwierzyc że z netu można wiele się nauczyć i przy odrobinie szczęscia operacja na otwartym sercu też by się udała,bo skoro laik może na podstawie instrukcji z netu skonstruować bombe to i operacja
          moze sie udać.a teraz pare słów o “banałach”,na których opieram swą
          niby wiedze,panie michale, bardzo uważnie studjuję pańskie “banały”
          też,interesujące.jeżeli chodzi o teorie WW,to ona jest tak bezbronna
          że ją nie warto nawet atakować i nie chce pana fatygować ażeby pan ją bronił………………pozdrawiam:)

    3. Ayrton    

      Rzeczowa krytyka

      > Przecież to niemożliwe zrozumcie,poprostu niebylo
      > tego co wybuchło,wszechświat istniał zawsze.Śmieszy mnie takie
      > takie określenie typu:Wszechświat ma około 15 mld.lat:)…………..

      Serdecznie gratuluję rzeczowej argumentacji. Przy okazji mała wskazówka – jeśli chcesz coś krytykować czy obśmiewać, to najpierw zapoznaj się z zagadnieniem a potem krytykuj rzeczowo.

      1. ed    

        dalej……….hmm — dzięki za uznanie:)mi się też tak wydaje że rzeczowo się wypowiedziałem
        i wcale to nie była krytyka.naukowcem nie jestem,jestem tylko ,jak mawiają rosjanie “ljubitielem”.obserwuje te tematy tylko w internecie i doszedłem do wniosku że na stronach o kosmologii kwantowej są teorie bardziej przejżyste,a nie pogmatwane przez fizyków i matematyków.
        wnioskuje że człowiek jest istotą która pierw buduje mur,a potem stara się rozwalić ten mur głową……….pozdrawiam.

        1. Michał M.    

          O rozumieniu fizyki kwantowej — Jeśli komuś się wydaje, że zrozumiał mechanikę kwantową, to oznacza to że niewiele o niej wie. Któryś ze znanych fizyków coś takiego powiedział, zapomniałem niestety który… niech mnie ktoś oświeci!

          I dokładnie to samo dotyczy kosmologii kwantowej. Ta dziedzina wiedzy nie może być przejrzysta ani oczywista! Mechanika kwantowa, bez względu na to czy jest używana do opisu poziomów energetycznych atomu wodoru czy stanu całego Wszechświata nie jest prosta. Jest skomplikowana zarówno pod względem matematycznym jak i filozoficznym. Nie będę tu pisał o EPR, reprezentacjach, operatorach hermitowskich i ich wartościach własnych, macierzach Pauliego i bispinorach 😉

          Jeżeli po lekturze tekstu gdzieś w internecie wydaje się “ljubitielowi” że wszystko rozumie, to znaczy że autorzy serwisu pokpili sprawę i wprowadzili go w błąd, za bardzo mechanikę kwantową banalizując w hawkingowy sposób.

        2. Ayrton    

          Kto rozumie mechanikę kwantową

          > Jeśli komuś się wydaje, że zrozumiał mechanikę kwantową, to oznacza
          > to że niewiele o niej wie. Któryś ze znanych fizyków coś takiego
          > powiedział, zapomniałem niestety który… niech mnie ktoś oświeci!

          Zawsze do usług :o)
          Powiedział tak Niels Bohr: “Jeśli ktoś nie traci czasami gruntu pod nogami, myśląc o mechanice kwantowej, oznacza to, iż jej tak naprawdę nie zrozumiał.”
          Richard Feynman powiedział natomiast “… mogę bezpiecznie stwierdzić, iż nikt nie rozumie mechaniki kwantowej.”
          Oba cytaty z Briana Greena “Piękno Wszechświata”.

          Teoria Wielkiego Wybuchu nie jest łatwa, ale mimo wszystko jest jednak bardziej intuicyjna niż mechanika kwantowa i do zrozumienia pewnych jej aspektów można się posłużyć po prostu wyobraźnią.

        3. ed    

          no tak:) — bardzo mi się spodobały cytaty,bo są bardzo mądre.rzeczywiście trace grunt pod nogami.faktycznie musze się zgodzić że teoria WW jest intuicyjna,a ponieważ intuicja jest bardziej zawodna niż logika,wolę
          logicznie podchodzić,jak do WW tak i do mechaniki kwantowej i wlaśnie
          w tym mi pomaga moja jak że wspaniała wyobraznia:)……………
          pozdrawiam.

        4. ed    

          ku ku:) — tak dobrze się zapowiadało.chciałem porozmawiać i nawet swój punkt widzenia na ten temat złożyć,ale widze że skoro nie jestem fizykiem albo matematykiem i niemam pełno cyferek w głowie to jestem kolejnym wariatem:) z którym niema co………trudno.skoro ma się wszystko opierać na(E=mckwadrat,albo badanie widma i t d),a zdanie innych się nie liczy to niech wszyscy wiedzą że WW to fakt,hmm czarna dziura to
          pochłaniacz wszystkiego,kwazary to coś tam cos tam i to wszystko w tak
          skomplikowanym świetle żeby przeciętny kowalski się zniechęcił,a to naprawde temat nieziemski.

Komentarze są zablokowane.