С помощью космического телескопа «Хаббл» астрономы приоткрыли маленькую завесу в истории нашей Вселенной, обнаружив самое далекое протоскопление галактик буквально на границе темных времен. В ходе обзора неба в ближнем инфракрасном свете «Хаббл» заметил пять галактик, сгрудившихся вместе в относительно небольшом объеме пространства. Галактики находятся настолько далеко, что свету требуется 13,1 миллиарда лет, чтобы достичь нас. Эти галактики являются одними из ярчайших галактик раннего этапа развития Вселенной. Они также очень молоды: мы видим их спустя только 600 миллионов лет после рождения Вселенной в результате Большого Взрыва.

Скопления галактик являются крупнейшими структурами во Вселенной; они включают в себя сотни и тысячи галактик, связанных друг с другом силой взаимного притяжения. Найденное астрономами скопление, похоже, находится на начальной стадии формирования. Пока оно бедно галактиками, но постепенно за миллиарды лет эволюции оно может развиться в крупное скопление из 2000 членов, сравнимое по размерам с ближайшим к нам скоплением в Деве.

В том, что дальнейшая эволюция протоскопления приведет к увеличению количества составляющих его галактик, уверен руководитель исследования, в рамках которого было совершено открытие, Мишель Тренти (Michele Trenti) из университета Кембриджа, Великобритания, и у-та Колорадо, США. «Эти галактики формируются на самых ранних стадиях сборки, когда галактики только начали группироваться вместе, — сказал он. — Результаты исследования подтверждают наше теоретическое понимание наращивания массы скоплениями галактик. А «Хаббл» оказался достаточно мощным, чтобы найти первые примеры на таком расстоянии».

10 января Тренти представил результаты исследования на зимнем заседании Американского астрономического общества в Остине, штат Техас. Работа будет опубликована в следующем номере Astrophysical Journal.

самое далекое скопление галактик

Композитное изображение слева, построенное на основе снимков в видимом и ближнем инфракрасном свете, обнаруживает пять галактик, объединенных в одно протоскопление на расстоянии в 13,1 миллиарда световых лет от Земли. Среднее расстояние между галактиками сравнимо с таковым между членами Местной Группы, например, между Млечным Путем и Туманностью Андромеды. На подробных снимках справа показаны найденные галактики. Фото: NASA, ESA, M. Trenti (University of Cambridge, UK and University of Colorado, Boulder, USA), L. Bradley (STScI), and the BoRG team

Открытие астрономов весьма интересно само по себе, в отрыве от проблем, на которые такие находки могут пролить свет. Дело в том, что найти скопление галактик на ранних стадиях строительства — дело отнюдь не легкое даже с самым современным оборудованием, потому что протоскопления являются редкими и очень тусклыми.

«Нам нужно искать в самых разных участках неба, потому что шансы найти нечто столь же редкое, очень малы», — говорит Тренти. Именно потому что эти далекие, молодые скопления еще очень тусклы, команда охотилась за системами ярких галактик. Эти ярчайшие галактики скоплений выступают в роли светящихся рекламных вывесок, указывающих на формирующееся скопление. Благодаря моделированию астрономы ожидали, что галактики в ранних эпохах группируются вместе. Поскольку яркость непосредственно коррелирует с массой, самые яркие галактики довольно точно определяют местоположение центра будущего скопления. Эти мощные маяки света находятся в глубоких скважинах темной материи, невидимой формы материи, которая образует собою гравитационные строительные леса для «постройки» галактик. Астрономы ожидают, что помимо пяти ярких галактик в этом регионе есть много галактик послабее, которые не были замечены в этих наблюдениях из-за недостатка проницающей мощности «Хаббла».

Что же касается непосредственно находок, то размеры галактик составляют от одной десятой до половины размера Млечного Пути. Однако по яркости они вполне с ним сопоставимы. Найденные галактики яркие и массивные, потому что они кормятся большими объемами газа за счет слияний с другими галактиками. Моделирование, проведенное командой, показывает, что галактики за счет слияния образуют в конечном счете ярчайшую центральную галактику в скоплении, эллиптический гигант, похожий на ядро скопления в Деве, галактику М87 (Дева А).

Итак, последние наблюдения оказывают дальнейшую поддержку иерархической модели сборки галактик, в которой мелкие объекты аккрецируют массу или же сливаются друг с другом, чтобы сформировать более крупные объекты.

Команда оценила расстояние до вновь обнаруженных галактик по их цвету. Теперь астрономы планируют продолжить исследование кластера с помощью спектрографов, которые помогут более точно рассчитать расстояние до скопления. Эти наблюдения также определят скорости галактик и покажут тем самым, являются ли они гравитационно связаны друг с другом.

По материалам NASA.