Οι αστρονόμοι κατάφεραν να ανακαλύψουν ένα νεαρό σμήνος γαλαξιών, που λάμπει πολύ δυνατά λόγω του υπέρθερμου αερίου που περιέχει. Το σμήνος SPT2349-56 αψηφά τις τρέχουσες θεωρίες, αφού φαίνεται πως δημιουργήθηκε δισεκατομμύρια χρόνια πριν από το αναμενόμενο, κάτι που ίσως μας αναγκάσει να αλλάξουμε τα κοσμολογικά μας μοντέλα. Οι επιστήμονες υποψιάζονται πως το σμήνος πυροδοτήθηκε από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες και αν ισχύει θα πρέπει να επανεξετάσουμε τον τρόπο που σχηματίζονται τα σμήνη γαλαξιών.
Ο ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής ερευνητές από τον Καναδά, ανακάλυψε το ξεχωριστό σμήνος γαλαξιών με τρομερά θερμό αέριο, μόλις 1.4 δισεκατομμύριά χρόνια από τη Μεγάλη Έκρηξη. Σύμφωνα με τα υπάρχοντα μοντέλα, κάτι τέτοιο δε θα έπρεπε να έχει σχηματιστεί τόσο νωρίς. Το σμήνος είναι πολύ νεότερο και πάρα πολύ θερμότερο από ότι προέβλεπαν οι επιστήμονες.
Για πρώτη φορά το SPT2349-56 εντοπίστηκε το 2010 από το Τηλεσκόπιο του Νότιου
Πόλου στη Ανταρκτική και από τότε είχαμε δει πως είναι περίεργο. Το 2018 οι παρατηρήσεις έδειξαν πως πρόκειται για ένα σμήνος γαλαξιών που σχηματίζει άστρα με τεράστια ορμή, τα οποία μπαίνουν σε τροχιά σύγκρουσης μεταξύ τους.
Η μεγάλη ανακάλυψη ανακοινώθηκε σήμερα, 5 Ιανουαρίου, στο περιοδικό Nature και αμφισβητεί τις μακροχρόνιες εικασίες για το πως σχηματίζονται και εξελίσσονται τα σμήνη γαλαξιών. Τα τρέχοντα μοντέλα θέλουν το αέριο στα σμήνη γαλαξιών να θερμαίνεται σταδιακά με την πάροδο του χρόνου, όσο οι νεαρές δομές αναπτύσσονται και σταθεροποιούνται. Το γεγονός πως βρήκαμε ένα σμήνος σαν αυτό, αμφισβητεί το αν τα μοντέλα μας είναι πλήρη ή χρειάζονται σημαντικές αλλαγές.
«Δεν περιμέναμε να δούμε μια τόσο θερμή ατμόσφαιρα σμήνους τόσο νωρίς στην κοσμική ιστορία», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Dazhi Zhou, υποψήφιος διδάκτορας στο Τμήμα Φυσικής και Αστρονομίας του UBC. «Στην πραγματικότητα, στην αρχή ήμουν επιφυλακτικός σχετικά με το σήμα, καθώς ήταν πολύ ισχυρό για να είναι αληθινό. Αλλά μετά από μήνες επαλήθευσης, επιβεβαιώσαμε ότι αυτό το αέριο είναι τουλάχιστον πέντε φορές θερμότερο από το προβλεπόμενο, και ακόμη θερμότερο και πιο ενεργητικό από αυτό που βρίσκουμε σε πολλά σημερινά σμήνη».
Ο Δρ. Scott Chapman, συν-συγγραφέας και καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Dalhousie, ο οποίος πραγματοποίησε την εργασία ενώ βρισκόταν στο Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας του Καναδά (NRC), δήλωσε ότι τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ισχυρές δυνάμεις που ήδη δρουν στο νεαρό σύμπαν. «Αυτό μας λέει ότι κάτι στο πρώιμο σύμπαν, πιθανώς τρεις πρόσφατα ανακαλυφθείσες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες στο σμήνος, ήδη άντλησαν τεράστιες ποσότητες ενέργειας στο περιβάλλον και διαμόρφωσαν το νεαρό σμήνος, πολύ νωρίτερα και πιο έντονα από ό,τι νομίζαμε».
Για να εξερευνήσουν αυτό το μυστήριο, η ομάδα κοίταξε πίσω περίπου 12 δισεκατομμύρια χρόνια για να παρατηρήσει ένα νεαρό σμήνος γαλαξιών γνωστό ως SPT2349-56. Για να το κάνουν αυτό χρησιμοποίησαν το Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).
Είναι γνωστό πως τα τηλεσκόπιά μας βλέπουν το παρελθόν, αφού το φως από το εν λόγω σμήνος γαλαξιών χρειάστηκε 12 δισεκατομμύρια χρόνια για να φτάσει στη Γη. Αυτό μας δίνει φυσικά τη δυνατότητα να το παρατηρήσουμε στη νεαρή του ηλικία.
Αν και το SPT2349-56 είναι σε νεαρή ηλικία, είναι ήδη τεράστιο. Η κεντρική του περιοχή εκτείνεται σε μια απόσταση 500.000 ετών φωτός, παρόμοια με το φωτοστέφανο που περιβάλλει ολόκληρο το δικό μας Γαλαξία. Στο εσωτερικό του σμήνους θα βρούμε πάνω από 30 ενεργούς γαλαξίες, πολύ κοντά τον έναν στον άλλο, παράγοντας νέα αστέρια με εξωφρενικούς ρυθμούς. Συγκεκριμένα, ο ρυθμός παραγωγής είναι 5.000 φορές μεγαλύτερος από τον δικό μας Γαλαξία!
Για να μετρήσουν την υπερβολική θερμότητα, οι ερευνητές βασίστηκαν σε μια τεχνική γνωστή ως φαινόμενο Sunyaev-Zeldovich. Αυτή η μέθοδος επιτρέπει στους επιστήμονες να εκτιμήσουν τη θερμική ενέργεια του ενδοσυσταδικού μέσου: του αερίου που γεμίζει τον χώρο μεταξύ των γαλαξιών μέσα σε ένα σμήνος.
«Η κατανόηση των γαλαξιακών σμηνών είναι το κλειδί για την κατανόηση των μεγαλύτερων γαλαξιών στο σύμπαν», δήλωσε ο Δρ. Chapman, ο οποίος είναι επίσης καθηγητής συνεργάτης στο UBC. «Αυτοί οι τεράστιοι γαλαξίες βρίσκονται κυρίως σε σμήνη και η εξέλιξή τους διαμορφώνεται σε μεγάλο βαθμό από το πολύ ισχυρό περιβάλλον των σμηνών καθώς σχηματίζονται, συμπεριλαμβανομένου του ενδοσμηναγού μέσου».
Στα παραδοσιακά μοντέλα που έχουμε στη διάθεσή μας, τα τεράστια αποθέματα αερίου που θα βρούμε σε σμήνη γαλαξιών, συσσωρεύονται με αργούς ρυθμούς και θερμαίνονται σταδιακά όσο η βαρύτητα που δημιουργούν οι συσσωρεύσεις αερίου μεγαλώνει. Στον SPT2349-56 όμως, δε συμβαίνει αυτό. Από ότι φαίνεται τεράστιες ποσότητες αερίου ήταν ήδη σε τρομερά υψηλές θερμοκρασίες, από τα πρώτα στάδια της δημιουργίας του.
Ο Zhou και οι συνάδελφοί του σχεδιάζουν τώρα να διερευνήσουν πώς τα διαφορετικά συστατικά του σμήνους επηρεάζουν το ένα το άλλο. «Θέλουμε να καταλάβουμε πώς αλληλεπιδρούν ο έντονος σχηματισμός αστεριών, οι ενεργές μαύρες τρύπες και αυτή η υπερθερμασμένη ατμόσφαιρα, και τι μας λέει αυτό για το πώς σχηματίστηκαν τα σημερινά σμήνη γαλαξιών», είπε ο Zhou. «Πώς μπορούν όλα αυτά να συμβαίνουν ταυτόχρονα σε ένα τόσο νεαρό, συμπαγές σύστημα;»
Είναι αυτές οι στιγμές που ανακαλύπτουμε κάτι που δεν περιμένουμε και το οποίο καταρρίπτει τα υπάρχοντα μοντέλα. Είναι οι στιγμές που μας αναγκάζουν να αλλάξουμε όσα πιστεύαμε, δημιουργώντας έτσι νέα και καλύτερα μοντέλα, που περιγράφουν ακόμα καλύτερα τον κόσμο γύρω μας. Αυτός είναι ο τρόπος που λειτουργεί η επιστήμη και πάει την ανθρωπότητα πιο μπροστά!
