Komunikat prasowy

Największa znana proto-supergromada galaktyk odnaleziona

Astronomowie korzystający z teleskopu VLT odkryli kosmicznego olbrzyma skrywającego się we wczesnym Wszechświecie

17 października 2018

Międzynarodowy zespół astronomów, korzystający z instrumentu VIMOS na należącym do ESO teleskopie VLT, odkrył kolosalną strukturę we wczesnym Wszechświecie. Proto-supergromada galaktyk – nazwana Hyperion – została ujawniona dzięki nowym pomiarom i skomplikowanej analizie danych archiwalnych. Jest to największa i najmasywniejsza struktura odnaleziona do tej pory w tak dużej odległości i tak odległym czasie – zaledwie 2 miliardy lat po Wielkim Wybuchu.

Grupa astronomów, którą kierowała Olga Cucciati z Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) w Bolonii, użyła instrumentu VIMOS na należącym do ESO Bardzo Dużym Teleskopie (VLT) do zidentyfikowania gigantycznej proto-supergromady galaktyk formującej się we wczesnym Wszechświecie, zaledwie 2,3 miliarda lat po Wielkim Wybuchu. Struktura, którą naukowcy nazwali Hyperion, jest największą i najbardziej masywną odkrytą do tej pory we wczesnej fazie formowania się Wszechświata [1]. Kolosalna masa proto-supergromady jest obliczana na ponad million miliardów razy większa niż masa Słońca. Jest to masa porównywalna do mas, które mają największe struktury obserwowane we współczesnym Wszechświecie, ale odnalezienie tak masywnego obiektu we wczesnej fazie Wszechświata zaskoczyło astronomów.

„Po raz pierwszy tak wielka struktura została zidentyfikowana na tak dużym przesunięciu ku czerwieni, zaledwie 2 miliardy lat po Wielkim Wybuchu” wyjaśniła Olga Cucciati, pierwsza autorska publikacji opisującej odkrycie [2]. „Zwykle tego typu struktury są znane dla mniejszych przesunięć ku czerwieni, co oznacza okres, gdy Wszechświat miał dużo więcej czasu na ewolucję i utworzenie dużych obiektów. Niepodzianką było zobaczenie, że coś takiego wyewoluowało, gdy Wszechświat był względnie młody!”

Hyperion jest widoczny w polu COSMOS w gwiazdozbiorze Sekstansu. Obiekt został zidentyfikowany dzięki analizie wielkiej ilości danych uzyskanych z przeglądu VIMOS Ultra-deep Survey, którym kierował Olivier Le Fèvre (Aix-Marseille Université, CNRS, CNES). Przegląd ten dostarcza niebywałych trójwymiarowych map rozmieszczenia ponad 10 000 galaktyk w odległym Wszechświecie.

Badacze ustalili, iż Hyperion to bardzo złożona struktura zawierająca co najmniej 7 obszarów o dużej gęstości połączonych włóknami z galaktyk, a jej rozmiar jest porównywalny do pobliskich supergromad, mimo iż ma bardzo różną od nich strukturę.

“Supergromady położone bliżej Ziemi mają znacznie bardziej skoncentrowany rozkład masy z wyraźnymi cechami struktury” wyjaśnia Brian Lemaux, astronom z University of California, Davis oraz LAM, członek zespołu odpowiedzialnego za uzyskane wyniki. „Ale w Hyperionie masa jest rozmieszczona bardziej jednorodnie w serii połączonych plam, wypełnionych luźnymi zgrupowaniami galaktyk.”

Ten kontrast jest najprawdopodobniej spowodowany faktem, iż pobliskie supergromady mają za sobą miliardy lat oddziaływań grawitacyjnych, które zbierały materię razem w gęstsze obszary, a w przypadku dużo młodszego Hyperiona proces ten przebiegał przez znacznie krótszy czas.

Biorąc pod uwagę rozmiary we wczesnej historii Wszechświata, Hyperion powinien ewoluować w coś podobnego do ogromnych struktur w lokalnym Wszechświecie, takich jak supergromady tworzące Sloan Great Wall lub Supergromada Virgo zawierająca nasza własną galaktykę, Drogę Mleczną. „Zrozumienie Hyperiona i tego, na ile jest porównywalne do podobnych współczesnych struktur, może dać nam wgląd w to, jak Wszechświat się rozwijał w przeszłości i jak będzie ewoluował w przyszłości oraz da nam szansę na sprawdzenie modeli formowania się supergromad” podsumowała Cucciati. ”Odsłonięcie tego kosmicznego tytana pomoże poznać historię tego typu wielkoskalowych struktur”.

Uwagi

[1] Nazwa Hyperion została wybrana od jednego z Tytanów z greckiej mitologii, ze względu na ogromny rozmiar i masę proto-supergromady. Inspiracja dla takiej mitologicznej nazwy pochodzi od poprzednio odkrytej protogromady wewnątrz Hyperiona nazwanej Colossus. Poszczególne obszary o dużej gęstości w Hyperionie również otrzymały mitologiczne imiona, takie jak Theia, Eos, Selene oraz Helios, z których druga dotyczy starożytnego posągu Kolosa z Rodos.

Kolosalna masa Hyperiona, million miliardów razy większa niż masa Słońca, to w zapisie naukowym 10¹⁵ mas Słońca.

[2] Światło docierające do Ziemi od ekstremalnie dalekich galaktyk potrzebuje dużo czasu na podróż, dając nam wgląd w przeszłość, gdy Wszechświat był znacznie młodszy. W trakcie tej podróży fala świetlna jest rozciągana przez ekspansję Wszechświata, na skutek efektu znanego jako kosmologiczne przesunięcie ku czerwieni (kosmologiczny redshift). Bardziej odległe, starsze obiekty, mają odpowiednio większe przesunięcie ku czerwieni, przez co astronomowie często używają zamiennie przesunięcia ku czerwieni i wieku. Przesunięcie ku czerwieni dla Hyperiona to 2,45, co oznacza, iż astronomowie obserwują proto-supergromadę w okresie, gdy było 2,3 miliarda lat po Wielkim Wybuchu.

Więcej informacji

Wyniki badań opublikowano w artykule pt. „The progeny of a Cosmic Titan: a massive multi-component proto-supercluster in formation at z=2.45 in VUDS”, ktory ukaże się w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics.

Skład zespołu badawczego: O. Cucciati (INAF-OAS Bologna, Włochy), B. C. Lemaux (University of California, Davis, USA oraz LAM - Aix Marseille Université, CNRS, CNES, Francja), G. Zamorani (INAF-OAS Bologna, Włochy), O.Le Fèvre (LAM - Aix Marseille Université, CNRS, CNES, Francja), L. A. M. Tasca (LAM - Aix Marseille Université, CNRS, CNES, Francja), N. P. Hathi (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA), K-G. Lee (Kavli IPMU (WPI), The University of Tokyo, Japonia, & Lawrence Berkeley National Laboratory, USA), S. Bardelli (INAF-OAS Bologna, Włochy), P. Cassata (University of Padova, Włochy), B. Garilli (INAF–IASF Milano, Włochy), V. Le Brun (LAM - Aix Marseille Université, CNRS, CNES, Francja), D. Maccagni (INAF–IASF Milano, Włochy), L. Pentericci (INAF–Osservatorio Astronomico di Roma, Włochy), R. Thomas (European Southern Observatory, Vitacura, Chile), E. Vanzella (INAF-OAS Bologna, Włochy), E. Zucca (INAF-OAS Bologna, Włochy), L. M. Lubin (University of California, Davis, USA), R. Amorin (Kavli Institute for Cosmology & Cavendish Laboratory, University of Cambridge, Wielka Brytania), L. P. Cassarà (INAF–IASF Milano, Włochy), A. Cimatti (University of Bologna & INAF-OAS Bologna, Włochy), M. Talia (University of Bologna, Włochy), D. Vergani (INAF-OAS Bologna, Włochy), A. Koekemoer (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA), J. Pforr (ESA ESTEC, the Holandia) oraz M. Salvato (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching bei München, Niemcy).

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Ma 16 krajów członkowskich: Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Irlandia, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy, dodatkowo Chile jest kraje gospodarzem, a Australia strategicznym partnerem. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop ELT (Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop), który stanie się „największym okiem świata na niebo”.

Linki

• Publikacja naukowa
• Zdjęcia VLT

Kontakt

Krzysztof Czart
Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Olga Cucciati
INAF Fellow – Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna
Bologna, Italy
E-mail: olga.cucciati@inaf.it

Calum Turner
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6670
E-mail: pio@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych

Jest to tłumaczenie Komunikatu prasowego ESO eso1833