Vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST) a rentgenová observatoř Chandra agentury NASA objevily nejvzdálenější a nejranější formující se kupu galaxií, jaká kdy byla pozorována, a posunuly tak časový rámec toho, jak rychle se v raném vesmíru skládaly velké kosmické struktury. Tato „protokupa“ nazvaná JADES-ID1 se aktivně formovala pouhou miliardu let po Velkém třesku, což znamená, že jejímu světlu trvalo 12,7 miliardy let, než dosáhlo Země. Tento objev zpochybňuje stávající kosmologické modely a vyvolává otázky ohledně rychlého růstu kup galaxií v novorozeneckém vesmíru.
Neočekávaná rychlost vesmírného shromáždění
Předchozí pozorování ukázala, že tak masivní struktury nemohly vzniknout tak brzy. Předchozí záznam protokupy byl asi 3 miliardy let po velkém třesku; JADES-ID1 se zjevně začal slučovat o dvě miliardy let dříve. To znamená, že vesmír by mohl urychlovat tvorbu galaktických kup rychleji, než se dříve myslelo.
Proč je to důležité? Kupy galaxií jsou největší gravitačně vázané objekty ve vesmíru, které obsahují tisíce galaxií, horký plyn a tajemnou temnou hmotu, která dominuje jejich struktuře. Pochopení toho, kdy a jak se tvoří, je zásadní pro zpřesnění našich modelů distribuce temné hmoty a rychlosti expanze vesmíru.
Jak k objevu došlo
Detekce JADES-ID1 je založena na kombinovaném přístupu: JWST identifikoval husté kupy galaxií vázané gravitací a rentgenová pozorování Chandra odhalila masivní mrak přehřátého plynu padající do tvořící se kupy. Jak plyn kolabuje vlivem gravitace, stává se extrémně horkým a vydává detekovatelné rentgenové záření. Tento dvojí podpis potvrzuje ranou fázi tvorby klastrů.
„Je to jako sledovat montážní linku, kde se vyrábí auto, než se jen snažit pochopit, jak auto funguje, tím, že se podíváte na hotový produkt,“ vysvětluje Gerrit Shellenberger z Centra pro astrofyziku | Observatoř Harvard a Smithsonian (CfA). Toto pozorování poskytuje přímý pohled na stavební kameny vesmíru spíše než na jejich formování založené na vyzrálých strukturách.
Důsledky pro kosmologii
Rychlý vývoj JADES-ID1 naznačuje, že raný vesmír „pospíchal, aby dozrál“, řekl Jaks Bogdan, vedoucí týmu. Tento objev přispívá k rostoucímu množství důkazů naznačujících, že velké galaxie a supermasivní černé díry se také objevily překvapivě brzy v historii vesmíru. Stávající modely mohou podceňovat efektivitu tvorby struktury v první miliardě let po velkém třesku.
“Mysleli jsme, že najdeme takový protocluster dvě nebo tři miliardy let po velkém třesku – ne jen jeden,” říká Qiong Li, výzkumník z University of Manchester.
Během několika příštích miliard let se JADES-ID1 vyvine v plně vytvořenou kupu galaxií podobnou těm, které jsou dnes pozorovány. Jeho časná existence však nutí vědce přehodnotit rychlost a mechanismy kosmického sestavení ve starověkém vesmíru.
Tento objev znamená významný krok kupředu v našem chápání nejranějších fází vesmíru a zdůrazňuje potřebu pokračujících pozorování ve vysokém rozlišení pro zpřesnění našich kosmologických modelů.
