Netikėta astrofizikos mįslė: atradimas apie ankstyvąją galaktikų gromadą glumina net ekspertus

„Šešėlis“, užmestas ant silpno, reliktinio Didžiojo sprogimo spinduliavimo, atskleidė objektą, kuris akivaizdžiai nenori paklusti įprastiems kosminiams scenarijams. Galaktikų gromada SPT2349-56, stebima praėjus vos 1,4 mlrd. metų po Visatos gimimo, pasirodė esanti gerokai karštesnė, nei leidžia šiuo metu galiojantys jos evoliucijos modeliai.

SPT2349-56 pirmą kartą užfiksuota 2010 metais, naudojant Pietų ašigalio teleskopą Antarktidoje. Jau tada tapo aišku, kad susidurta su itin neįprastu objektu. Vėlesni stebėjimai patvirtino, jog tai – gromada iš daugiau nei 30 galaktikų, kurios žvaigždes formuoja maždaug tūkstantį kartų greičiau nei Paukščių Takas ir skrieja viena į kitą susidūrimo trajektorijomis.

Vis dėlto tikroji staigmena paaiškėjo vėliau, kai tarptautinė tyrėjų komanda pasitelkė Atakamos didžiųjų milimetrinių/submilimetrinių bangų masyvą (ALMA). Iš detalesnių duomenų tapo aišku, kad ši gromada ne tik neįprastai tanki ir aktyvi, bet ir gerokai per karšta, palyginti su jaunam kosmosui taikomomis teorinėmis prognozėmis.

„Nesitikėjome pamatyti tokios karštos gromados atmosferos taip anksti kosminėje istorijoje. Atvirai kalbant, iš pradžių buvau skeptiškas – signalas atrodė per stiprus, kad būtų tikras. Tačiau po mėnesius trukusios analizės patvirtinome, kad dujos yra mažiausiai penkis kartus karštesnės, nei prognozuoja modeliai“, – sako astrofizikos doktorantas Dazhi Zhou iš Britų Kolumbijos universiteto.

Mokslininkai tyrė subtilų kosminės foninės mikrobangų spinduliuotės iškraipymą – vadinamąjį Sunjajevo–Zeldovičiaus efektą. Jis atsiranda tuomet, kai reliktinės spinduliuotės fotonai susiduria su įkaitusiais elektronais tarpgalaktinėse dujose. SPT2349-56 atveju šis „šešėlis“ pasirodė itin ryškus. Analizė parodė, kad temperatūros viršija 10 milijonų kelvinų ir yra gerokai aukštesnės už tas, kurias vien gravitacija galėtų sukurti tokio amžiaus Visatoje.

Juodosios skylės sujaukia gromadą

Tyrėjų nuomone, papildomu energijos šaltiniu gali būti galingi bent trijų supermasyvių juodųjų skylių čiurkšlės (džetai), aptiktos gromados viduje. Tokie aukštos energijos srautai gali efektyviai kaitinti tarpgalaktines dujas ir keisti visos gromados raidą.

„Tai rodo, kad jau ankstyvojoje Visatoje kažkas pumpavo milžiniškus energijos kiekius į aplinką ir formavo gromadas kur kas anksčiau ir intensyviau, nei manyta“, – aiškina dr. Scottas Chapmanas iš Dalhouzio universiteto.

„Nature“ žurnale paskelbtas atradimas leidžia manyti, kad galaktikų gromadų „ekosistema“ yra gerokai sudėtingesnė, nei numato dabartinė teorija. Jei tokios ekstremalios sąlygos egzistavo taip anksti, gali būti, kad šiuolaikinių gromadų susidarymo istoriją teks perrašyti iš naujo.