Astronomer finder en kosmisk Titan i det tidlige univers

Et internationalt hold af astronomer har opdaget en titanisk struktur i det tidlige univers, kun to milliarder år efter Big Bang. Denne galakse proto-superklynge, kaldet Hyperion, er den største og mest massive struktur, der endnu er fundet på så fjern tid og afstand.

Holdet, der gjorde opdagelsen, blev ledet af Olga Cucciati fra Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) Bologna, Italien og projektforsker Brian Lemaux ved Institut for Fysik, College of Letters and Science ved University of California, Davis, og inkluderede Lori Lubin, professor i fysik ved UC Davis. De brugte VIMOS-instrumentet på ESO's Very Large Telescope i Paranal, Chile for at identificere en gigantisk proto-superklynge af galakser, der dannes i det tidlige univers, blot 2,3 milliarder år efter Big Bang.

Hyperion er den største og mest massive struktur, der findes så tidligt i dannelsen af ​​universet, med en beregnet masse mere end en million milliarder gange Solens. Denne enorme masse svarer til den af ​​de største strukturer, der er observeret i universet i dag, men at finde et så massivt objekt i det tidlige univers overraskede astronomer.

"Det er første gang, at så stor en struktur er blevet identificeret ved så høj en rødforskydning, lidt over 2 milliarder år efter Big Bang, " sagde Cucciati. "Normalt kendes denne slags strukturer ved lavere rødforskydninger, hvilket betyder, når universet har haft meget mere tid til at udvikle sig og konstruere så store ting. Det var en overraskelse at se noget, der udviklede sig, da universet var relativt ungt."

Supercluster kortlagt i tre dimensioner

Beliggende i stjernebilledet Sextans (Sekstanten), Hyperion blev identificeret ved en ny teknik udviklet ved UC Davis til at analysere den store mængde data opnået fra VIMOS Ultra-Deep Survey ledet af Olivier Le Fèvre fra Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Centre National de la Recherche Scientifique og Centre National d'Etudes Spatiales. VIMOS-instrumentet kan måle afstanden til hundredvis af galakser på samme tid, gør det muligt at kortlægge positionen af ​​galakser i den dannede superklynge i tre dimensioner.

Holdet fandt ud af, at Hyperion har en meget kompleks struktur, indeholdende mindst syv områder med høj tæthed forbundet med filamenter af galakser, og dens størrelse kan sammenlignes med superklynger tættere på Jorden, selvom det har en meget anderledes struktur.

"Superklynger tættere på Jorden har tendens til en meget mere koncentreret massefordeling med klare strukturelle træk, " sagde Lemaux. "Men i Hyperion, massen er meget mere ensartet fordelt i en række forbundne klatter, befolket af løse associationer af galakser."

Forskerne sammenligner Hyperion-resultaterne med resultaterne fra undersøgelsen Observations of Redshift Evolution in Large Scale Environments (ORELSE). ledet af Lubin. ORELSE-undersøgelsen bruger teleskoper på W.M. Keck Observatory på Hawaii for at studere superklynger tættere på Jorden. Lubin og Lemaux bruger også Keck-observatoriet til at kortlægge Hyperion og lignende strukturer mere fuldstændigt.

Kontrasten mellem Hyperion og mindre fjerne superhobe skyldes højst sandsynligt, at nærliggende superhobe har haft milliarder af år for tyngdekraften til at samle stof sammen til tættere områder - en proces, der har virket i langt kortere tid i det meget yngre Hyperion.

I betragtning af dens størrelse så tidligt i universets historie, Hyperion forventes at udvikle sig til noget, der ligner de enorme strukturer i det lokale univers, såsom superhobe, der udgør Sloan Great Wall eller Jomfru-superhoben, der indeholder vores egen galakse, Mælkevejen.

"Forståelse af Hyperion og hvordan det sammenlignes med lignende nyere strukturer kan give indsigt i, hvordan universet udviklede sig i fortiden og vil udvikle sig ind i fremtiden, og giver os mulighed for at udfordre nogle modeller for superklyngedannelse, " sagde Cucciati. "At afdække denne kosmiske titan hjælper med at afdække historien om disse storstilede strukturer."

Denne forskning vil blive offentliggjort i et kommende nummer af tidsskriftet Astronomi og astrofysik .