Anomália na okraji vesmíru: Galaktický klaster mení naše predstavy o raných fázach vesmíru

Nedávno objavený galaktický klaster SPT2349-59 predstavuje pre vedcov obrovskú výzvu. Tento úkaz, nachádzajúci sa v ohromujúcej vzdialenosti 12,3 miliárd svetelných rokov od Zeme, je omnoho aktívnejší a energetickejší, než by sme na základe súčasných modelov očakávali. Objav tohto klastra otriasa základmi nášho chápania toho, ako sa formovali najväčšie štruktúry vo vesmíre a núti nás prehodnotiť naše predstavy o raných fázach vesmíru.

Ako bol tento zvláštny klaster objavený?

Prvé náznaky tohto neobyčajného klastra sa objavili už v roku 2010, keď ho zaznamenal Južný poľský ďalekohľad (South Pole Telescope). Vtedy však vyzeral len ako malá škvrna a jeho význam si nikto neuvedomil. Neskôr, pomocou pozorovaní z ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) v milimetrových vlnách, vedci odhalili ďalšie detaily, ktoré potvrdzujú jeho mimoriadnu povahu. Zistili, že tento mladý galaktický klaster je oveľa zrelší a energetickejší, než by sme si dokázali predstaviť.

Kľúčové poznatky

• Vek a vzdialenosť: Klaster SPT2349-59 existoval už 1,4 miliardy rokov po Veľkom tresku, vo vesmíre, ktorý bol len 10% svojho súčasného veku.
• Nadmerná aktivita: Obsahuje minimálne 30 aktívnych galaxií, z ktorých aspoň 14 sú obrovské hviezdotvorné galaxie produkujúce hviezdy tisíckrát rýchlejšie, ako naša vlastná Mliečna dráha.
• Malý priestor: Táto aktivita je stlačená do oblasti len trikrát väčšej, ako Mliečna dráha, čo je neuveriteľné zhromaždenie energie a hmoty.
• Extrémne horúci plyn: Plyn medzi galaxiami (ICM) má teplotu až 10 miliónov Kelvinov – desaťkrát viac, ako predpovedajú súčasné modely.
• Aktívne čierne diery: Štyri supermasívne čierne diery v centre klastra vypúšťajú obrovské množstvo energie a predhrievajú plyn.
• Turbulentný pôvod: Pozorovania naznačujú chaotický a rýchly vznik galaxií a hviezd v tomto klastri.

Prečo je tento objav taký dôležitý?

Objav SPT2349-59 otriasa základom nášho chápania toho, ako sa formovali obrovské štruktúry vo vesmíre. Súčasné modely predpokladajú postupný a pomalý proces akumulácie hmoty a energie v galaktických klastroch. Tento klaster však naznačuje, že niektoré z týchto štruktúr mohli vzniknúť oveľa rýchlejšie a chaotickejšie, ako sme si doteraz mysleli.

Horúci plyn a supermasívne čierne diery: Tajomstvo vysokej teploty

Vysoká teplota plynu v klastri je jedným z najväčších problémov pre súčasné modely. Podľa teórie by sa takýto plyn mal ohriať postupne, počas miliárd rokov. Vedci však pomocou tzv. Sunyaev-Zel'dovichovho efektu potvrdili, že teplota plynu je extrémne vysoká – až 10 miliónov Kelvinov.

Zdá sa, že za týmto neobyčajným javom stoja supermasívne čierne diery nachádzajúce sa v centre galaxií klastra. Tieto čierne diery vypúšťajú obrovské množstvo energie vo forme jetov a vetrov, ktoré predhrievajú plyn ešte pred tým, ako sa stihne zhromaždiť do väčších štruktúr.

Chaotický pôvod galaxií: Záznam o masívnych kolíziách

Okrem extrémnej teploty plynu vedci zistili aj ďalšie dôkazy o chaotickom vzniku galaxií v tomto klastri. Pozorovania emisií ionizovaného uhlíka odhalili obrovské prúdy plynu, ktoré sa tiahnu na vzdialenosť až 200-tisíc svetelných rokov. Tieto prúdy sú pravdepodobne pozostatkami masívnych kolízií galaxií a naznačujú, že vznik klastra bol veľmi turbulentný proces.

Čo to znamená pre budúcnosť vedeckého výskumu?

Objav SPT2349-59 nás núti prehodnotiť naše predstavy o formovaní galaktických klastrov a celkovo o evolúcii vesmíru. Je pravdepodobné, že budeme musieť upraviť súčasné modely tak, aby zohľadňovali rýchlejšiu akumuláciu hmoty a energie, ako aj vplyv supermasívnych čiernych dier na okolie.

Tento klaster nám ukazuje, že vesmír je oveľa komplexnejší a nepredvídateľnejší, než sme si doteraz mysleli. A čo je najdôležitejšie, inšpiruje nás k ďalším otázkam a výskumu, ktorý nám pomôže lepšie pochopiť záhady vesmíru.

Záverečné úvahy

SPT2349-59 je fascinujúci príklad toho, ako pozorovanie vzdialených oblastí vesmíru môže otvoriť nové okná do minulosti a zmeniť naše chápanie základných princípov fungovania vesmíru. Tento objav nám pripomína, že stále máme čo veľa odhaliť, a že najzaujímavejšie otázky nás čakajú práve za hranicami toho, čo už vieme.

Zdroje

• Originálne video
• Anton Petrov
• amzn.to
• Veľký zdroj tepelnej energie v novovznikajúcom medziklastrovom prostredí pri rudzianskom posune 4,3.
• arxiv.org
• arxiv.org
• arxiv.org
• arxiv.org
• arxiv.org
• Detekcia Sunyaev–Zel'doviča horúceho vnútrihviezdneho plynu pri rudnom posuve 4,3 - Nature

Približne 153 gCO₂ bolo uvoľnených do atmosféry a na chladenie sa spotrebovalo 0.77 l vody za účelom vygenerovania tohoto článku.