NASAn tähtitieteilijät kurkistivat menneisyyteen, maailmankaikkeuden alussa, vain 650 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen, ja näkivät, kuinka seitsemän vuorovaikutuksessa olevaa galaksia muodostivat protojoukon.
Tällä hetkellä tämä protojoukko on kaukaisin galaksijoukko, jonka olemassaolon tutkijat ovat vahvistaneet. Simulaatiot osoittavat, että järjestelmä kasvaa yhdeksi maailmankaikkeuden suurimmista ja vanhimmista tunnetuista galaksijoukkoista, yli 100 kertaa massiivisemmaksi kuin oma Linnunrata-galaksimme.
Tutkimuksen tuloksia kuvaava artikkeli julkaistiin The Astrophysical Journal Lettersissä. Pääkirjoittaja on Takahiro Morishita, Kalifornian teknologiainstituutin IPAC Astronomy Centerin tutkija.
Seitsemän galaksia löydettiin ensimmäisen kerran NASAn Hubble-avaruusteleskoopin avulla. Vaikka kaikki galaksit havaittiin samalla näkölinjalla, Hubble ei kuitenkaan ollut tarpeeksi herkkä määrittämään tarkasti, kuinka kaukana galaksit olivat toisistaan.
NASAn James Webbin avaruusteleskoopin (JWST) avulla tiimi pystyi mittaamaan tarkasti etäisyyden Maasta jokaiseen seitsemään galaksiin mittaamalla ominaisuuden nimeltä punasiirtymä. Punasiirtymä mittaa, kuinka kaukana galaksit ovat Maasta – mitä kauempana galaksi on, sitä suurempi on sen punasiirtymä.
Universumimme laajenemisen vuoksi galaksien valo siirtyy pitemmille, "punaisemmille" aallonpituuksille etäisyyden myötä, aivan kuten ambulanssisireenin ääniaallot, jotka kulkevat ohitsesi, siirtyvät pidempiin, matalampiin taajuuksiin, kun ambulanssi siirtyy poispäin sinusta.
Tutkiakseen galaksin punasiirtymää tähtitieteilijät tallentavat sen spektrit – galaksin lähettämien aallonpituuksien sateenkaaren – ja etsivät tunnettuja molekyylien, kuten vedyn ja heliumin, tunnusmerkkejä. Nämä aallonpituudet muuttuvat tai punastuvat etäisyyden kasvaessa.
Yllättäen jokaisella galaksilla on sama punasiirtymä 7,88, mikä tarkoittaa 13 miljardin valovuoden etäisyyttä Maasta (vertailuksi yksi valovuosi, valon kulkema matka yhdessä vuodessa on 9,4 biljoonaa km), mikä osoittaa, että ne ovat kaikki täynnä yhdessä. Sculptorin tähdistössä sijaitseva järjestelmä on tällä hetkellä kaukaisin spektroskooppisesti vahvistettu protoklusteri tähän mennessä.
Koska näiden galaksien valo on kulkenut teleskoopeihin miljardeja vuosia, tähtitieteilijät näkevät ne sellaisina kuin ne olivat olemassa hyvin kauan sitten, vain satoja miljoonia vuosia universumimme syntymän jälkeen. Kun otetaan huomioon niiden koko tuolloin, ne saattavat olla yksi varhaisimpia koskaan muodostuneita galakseja. Vaikka emme näe klusteria sellaisena kuin se on nykyään, numeeriset simulaatiot viittaavat siihen, että se saattaa nyt olla yksi maailmankaikkeuden suurimmista klusteista.
Tutkijat sanovat, että tämän tyyppiset klusterit ovat erittäin harvinaisia ja vaikeasti havaittavissa. "On epätodennäköistä, että löydämme toista tällaista erityisjärjestelmää JWST:n kanssa", Morishita sanoo. "Koska JWST näkee suhteellisen pieniä alueita taivaalla, tarvitsemme kaukoputken, joka voi nähdä suuremman kuvan."
Seuraavalla vuosikymmenellä samankaltaiset löydöt tekee mahdolliseksi Rome Nancy Grace -avaruusteleskooppi, tuleva NASA-observatorio, jonka odotetaan laukaisevan vuoden 2027 alussa. Sen kyky tutkia suuria alueita on yli 100 kertaa suurempi kuin JWST:llä, ja se helpottaa tässä tutkimuksessa havaitun kaltaisten galaksiklusterien tunnistamista varhaisessa universumissa.
Lue myös: