GRANTECAN opdager den største galaksehob kendt i det tidlige univers

Et studie, ledet af forskere ved Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) og udført med OSIRIS, et instrument på Gran Telescopio Canarias (GTC), har fundet den tættest befolkede galaksehob i dannelse i det primitive univers. Forskerne forudsiger, at denne struktur, som er i en afstand af 12,5 milliarder lysår fra os, vil have udviklet sig til at blive en klynge svarende til Jomfruens, en nabo til den lokale gruppe af galakser, som Mælkevejen tilhører. Undersøgelsen er publiceret i det specialiserede tidsskrift Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society (MNRAS) .

Galaksehobe er grupper af galakser, som forbliver sammen på grund af tyngdekraftens virkning. For at forstå udviklingen af ​​disse "galaksebyer" leder videnskabsmænd efter strukturer i formation, de såkaldte galakse-protoclusters, i det tidlige univers.

I 2012 foretog et internationalt hold af astronomer en nøjagtig bestemmelse af afstanden til galaksen HDF850.1, kendt som en af ​​galakserne med den højeste hastighed af stjernedannelse i det observerbare univers. Til deres overraskelse, forskerne opdagede også, at denne galakse, som er et af de mest undersøgte områder på himlen, kendt som Hubble Deep Field/GOODS-North, er en del af en gruppe på omkring et dusin protogalakser, som var dannet i løbet af de første tusind millioner år af kosmisk historie. Før dens opdagelse var kun en anden lignende urgruppe kendt.

Nu, takket være et nyt stykke forskning med OSIRIS-instrumentet på Gran Telescopio Canarias (GTC, eller GRANTECAN), holdet har vist, at det er en af ​​de tættest befolkede regioner befolket med galakser i det primitive univers, og har for første gang udført en detaljeret undersøgelse af dette systems fysiske egenskaber. "Overraskende nok har vi opdaget, at alle medlemmer af klyngen har studeret indtil nu, omkring to dusin, er galakser med normal stjernedannelse, og at den centrale galakse ser ud til at dominere produktionen af ​​stjerner i denne struktur" forklarer Rosa Calvi, tidligere postdoc-forsker ved IAC og førsteforfatter til artiklen.

Vidner til det lokale Univers barndom

Denne nylige undersøgelse viser, at denne klynge af galakser i dannelse består af forskellige komponenter, eller "zoner" med forskelle i deres udvikling. Astronomerne forudser, at denne struktur vil ændre sig gradvist, indtil den bliver en galaksehob, der ligner Jomfruen, det centrale område af superhoben af ​​samme navn, hvori den lokale gruppe af galakser, som Mælkevejen tilhører, ligger. "Vi ser denne by i konstruktion, ligesom den var 12, 500 millioner år siden, når universet havde mindre end 10% af sin nuværende alder, så vi ser barndommen af ​​en klynge af galakser som dem, der er typiske i det lokale univers" bemærker Helmut Dannerbauer, en IAC-forsker, der er medforfatter til denne artikel.

Afstanden målt til disse undersøgte kilder stemmer perfekt overens med forudsigelserne baseret på fotometriske observationer taget tidligere på GRANTECAN af Pablo Arrabal Haro, tidligere ph.d.-studerende ved IAC, superviseret af José Miguel Rodríguez Espinosa, en IAC-forsker og assisterende generalsekretær for International Astronomical Union (IAU), og Casiana Muñoz-Tuñón, en forsker og vicedirektør for IAC, alle medforfattere til denne artikel. Arrabal udviklede en metode til at udvælge galakser med normale stjernedannelseshastigheder, baseret på den fotometriske undersøgelse SHARDS (Survey for High-z Absorption Red and Dead Sources), et stort program fra European Southern Observatory (ESO) udført på GTC. "Jeg er meget glad for at se, at den metode, der blev udviklet under min doktorafhandling, fungerer så godt til at finde og bekræfte en region, der er meget befolket med galakser i det fjerne univers", siger Arrabal.

SHARDS-programmet er blevet ledet af Pablo Pérez-González, forsker ved Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) og også forfatter til papiret. Som Pérez-González forklarer, "måler præcis, hvordan disse strukturer dannes, især i begyndelsen af ​​universet, det er ikke let, og vi har brug for ekstraordinære data som dem, vi tager med GTC-teleskopet som en del af SHARDS- og SHARDS Frontier Fields-projekterne, som giver os mulighed for at bestemme afstande til galakser og mellem galakser på kanten af ​​universet med en præcision, der aldrig er opnået før."

Ud over, Stefan Geier, GTC-støtteastronom og medforfatter af papiret påpeger, at "dette meget overraskende resultat ikke ville have været muligt uden OSIRIS' ekstraordinære kapacitet sammen med det store indsamlingsområde i GRANTECAN, det største optiske og infrarøde teleskop i verden."

Gran Telescopio Canarias og Observatorierne ved Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) er en del af netværket af Singular Scientific and Technical Infrastructures i Spanien.