Gözlemlenebilir Evrene derinlemesine bakmak - ve böylece, en erken zaman dönemlerine - son derece büyüleyici bir şeydir. Böylece gökbilimciler Evrendeki en eski gökadaları görebilir ve zaman içinde nasıl geliştikleri hakkında daha fazla bilgi edinebilirler. Bundan sadece büyük ölçekli yapıların (galaksiler ve galaksi kümeleri gibi) nasıl oluştuğunu değil, aynı zamanda karanlık maddenin oynadığı rolü de görebilirler.
Son zamanlarda, uluslararası bir bilim adamları ekibi, 1,4 milyar yaşındayken Evreni gözlemlemek için Atacama Büyük Milimetre-milimetre-altı Dizisini (ALMA) kullandı. Gözlemledikleri “prototip”, 12.4 milyar ışıkyılı uzaklıkta bulunan ve birleşmek üzere olan 14 gökada serisi. Bu, bilinen Evrendeki en büyük nesnelerden biri olan büyük bir gökada kümesinin oluşmasına neden olacaktır.
Son zamanlarda “4.3 kırmızıya kayma ile gökada kümesi için büyük bir çekirdek” başlıklı bulgularını açıklayan çalışma, dergide yayınlandı. Doğa. Çalışma, Dalhousie Üniversitesi, Halifax ve Yale Üniversitesi'nden bir gökbilimci olan Tim Miller tarafından yönetildi ve NASA'nın Jet Tahrik Laboratuvarı, Avrupa Güney Gözlemevi (ESO), Kanada Ulusal Araştırma Konseyi, Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi, Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi ve çok sayıda üniversite ve araştırma kurumu.
Çalışmalarında belirttikleri gibi, bu protokol (SPT2349-56 olarak adlandırılmıştır) ilk olarak Ulusal Bilim Vakfı'nın Güney Kutbu Teleskopu tarafından gözlemlenmiştir. Atacama Pathfinder Deneyi'ni (APEX) kullanarak ekip, son derece uzak bir galaktik kaynak olduğunu doğrulayan ve daha sonra ALMA ile gözlemlenen takip gözlemleri gerçekleştirdi. ALMA’nın üstün çözünürlüğünü ve hassasiyetini kullanarak, tek tek galaksileri ayırt edebildiler.
Buldukları şey, bu galaksilerin galaksimizden 1000 kat daha hızlı yıldızlar oluşturdukları ve Samanyolu'nun yaklaşık üç katı büyüklüğünde bir alanın içinde tıkandıklarıydı. ALMA verilerini kullanarak, ekip aynı zamanda bu gökada koleksiyonunun milyarlarca yıl içinde nasıl büyüyeceğini ve gelişeceğini gösteren sofistike bilgisayar simülasyonları oluşturabildi.
Bu simülasyonlar, bu galaksiler birleştikten sonra ortaya çıkan galaksi kümesinin Uzay Dergisi'nde gördüğümüz en büyük kümelerden bazılarına rakip olacağını gösterdi. Scott Chapman ve Dalhousie Üniversitesi'nde astrofizikçi ve çalışmada ortak yazar olarak açıkladığı gibi:
“Oluşum boğazlarında büyük bir gökada kümesi yakalamış olmak kendi içinde muhteşem. Ancak bunun evren tarihinde çok erken gerçekleşmesi, günümüzde yapıların evrendeki biçimleniş biçimini anlamamıza zorlu bir meydan okumadır. ”
Astrofizikçiler arasındaki mevcut bilimsel fikir birliği, Büyük Patlama'dan birkaç milyon yıl sonra, normal madde ve karanlık maddenin daha büyük konsantrasyonlar oluşturmaya başladığını ve sonunda galaksi kümelerine yol açtığını belirtiyor. Bu nesneler, trilyonlarca yıldız, binlerce galaksi, muazzam miktarda karanlık madde ve büyük kara delikler içeren Evrendeki en büyük yapılardır.
Bununla birlikte, mevcut teoriler ve bilgisayar modelleri, ALMA tarafından gözlemlenenler gibi protokol kümelerinin gelişmesinin çok daha uzun sürmesi gerektiğini önermektedir. Büyük Patlama'dan sadece 1,4 milyar yıl sonra bir tane bulmak bu nedenle oldukça şaşırtıcıydı. Halen Yale Üniversitesi'nde doktora adayı olan Tim Miller'ın belirttiği gibi:
“Bu gökada topluluğunun bu kadar hızlı büyümesi biraz gizem, gökbilimcilerin beklediği gibi milyarlarca yıl içinde yavaş yavaş inşa edilmedi. Bu keşif, galaksi kümelerinin ve devasa galaksilerinin bu aşırı ortamlarda nasıl bir araya geldiğini incelemek için inanılmaz bir fırsat sunuyor. ”
Geleceğe bakıldığında, Chapman ve meslektaşları, bu protokol kümelerinin nihayetinde bir galaksi kümesi haline geldiğini görmek için SPT2349-56 hakkında daha fazla çalışma yapmayı umuyorlar. “ALMA bize ilk kez bir galaksi kümesinin evrimini tahmin etmek için net bir başlangıç noktası verdi” dedi. “Zamanla gözlemlediğimiz 14 gökada yıldız oluşturmayı durduracak ve çarpışıp tek bir dev gökada birleşecek.”
Bu ve diğer protokol kümelerinin çalışması, ALMA gibi enstrümanlar, aynı zamanda Kare Kilometre Dizisi (SKA) gibi yeni nesil gözlemevleri sayesinde mümkün olacaktır. Daha hassas diziler ve daha gelişmiş bilgisayar modelleri ile donatılmış gökbilimciler, Evrenimizin bugün olduğu gibi gerçekten doğru bir zaman çizelgesi oluşturabilirler.
