NASA-astronomer kikket inn i fortiden, i begynnelsen av universet, bare 650 millioner år etter Big Bang, og så hvordan syv samvirkende galakser dannet en protocluster.
Foreløpig er denne protoclusteren den mest fjerne galaksehopen hvis eksistens er bekreftet av forskere. Simuleringer viser at systemet vil vokse til en av de største og eldste kjente galaksehopene i universet, mer enn 100 ganger mer massiv enn vår egen Melkevei-galakse.
En artikkel som beskriver resultatene av studien ble publisert i The Astrophysical Journal Letters. Hovedforfatteren er Takahiro Morishita, en stipendiat ved IPAC Astronomy Center ved California Institute of Technology.
Syv galakser ble først oppdaget ved hjelp av NASAs Hubble-romteleskop. Men selv om alle galaksene ble observert langs samme siktelinje, var ikke Hubble følsom nok til å fastslå nøyaktig hvor langt galaksene var fra hverandre.
Ved å bruke NASAs James Webb Space Telescope (JWST), var teamet i stand til å nøyaktig måle avstanden fra Jorden til hver av de syv galaksene ved å måle en egenskap kalt rødforskyvning. Rødforskyvning er et mål på hvor langt galakser er fra Jorden – jo lenger unna en galakse er, desto større er rødforskyvningen.
På grunn av utvidelsen av universet vårt, skifter lys fra galakser til lengre, "rødere" bølgelengder med avstand, akkurat som lydbølgene fra en ambulansesirene som passerer deg, skifter til lengre, lavere frekvenser når ambulansen beveger seg bort fra deg.
For å studere en galakse rødforskyvning, registrerer astronomer dens spektre – regnbuen av bølgelengder som sendes ut av galaksen – og ser etter kjente signaturer til molekyler som hydrogen og helium. Disse bølgelengdene vil skifte, eller rødme, med økende avstand.
Overraskende nok har hver galakse den samme rødforskyvningen på 7,88, som betyr 13 milliarder lysår fra Jorden (for referanse, ett lysår, avstanden lyset reiser på ett år, er 9,4 billioner km), noe som indikerer at de alle er tett sammen. Systemet, som ligger i stjernebildet Sculptor, er for øyeblikket det fjerneste spektroskopisk bekreftede protoclusteret til dags dato.
Fordi lyset fra disse galaksene har reist til teleskoper i milliarder av år, ser astronomer dem slik de eksisterte for veldig lenge siden, bare hundrevis av millioner år etter fødselen av universet vårt. Gitt deres størrelse på den tiden, kan de være blant de tidligste galaksene som noen gang har dannet seg. Selv om vi ikke kan se klyngen slik den eksisterer i dag, tyder numeriske simuleringer på at den nå kan være en av de største klyngene i universet.
Forskere sier at klynger av denne arten er svært sjeldne og vanskelige å oppdage. "Det er usannsynlig at vi vil finne et annet spesialsystem som dette med JWST," sier Morishita. "Gi at JWST ser relativt små områder av himmelen, trenger vi et teleskop som kan se det større bildet."
I løpet av det neste tiåret vil lignende funn bli muliggjort av Roma Nancy Grace Space Telescope, et fremtidig NASA-observatorium som forventes å lanseres tidlig i 2027. Dens evne til å kartlegge store områder vil være mer enn 100 ganger større enn JWST, og vil gjøre det lettere å identifisere galaksehoper i det tidlige universet som det som ble funnet i denne studien.
Les også: