Spitzer upptäcker galaktiska kluster som binds tillbaka när universum var ungefär 4,6 miljarder år gammalt. Bildkredit: NASA Klicka för förstoring
NASA: s Spitzer Space Telescope dök nyligen upp kluster av galaxer som ligger 7-9 miljarder ljusår från jorden. Galaxkluster är några av de största strukturerna i universum som består av tusentals galaxer och biljoner stjärnor. Denna upptäckt ger astronomer mer bevis på vilken typ av strukturer som fanns i det tidiga universum.
Astronomer som använder NASA: s Spitzer Space Telescope har genomfört en kosmisk safari för att söka en sällsynt galaktisk art. Deras exemplar - kluster av galaxer i det mycket avlägsna universum - är få och långt mellan dem och har knappast någonsin upptäckts bortom ett avstånd på 7 miljarder ljusår från Jorden.
För att hitta klusterna siktades teamet noggrant genom Spitzer-infraröda bilder och markbaserade kataloger; uppskattade grova avstånd baserade på klustergalaxernas färger; och verifierade misstankar med hjälp av ett spektrografinstrument vid W.M. Keck Observatory på Hawaii.
I slutändan resulterade expeditionen i en ganska galaktisk fångst - den mest avlägsna galaxklyngen som någonsin har hittats, belägen 9 miljarder ljusår bort. Detta betyder att klustret levde i en era då universum var bara 4,5 miljarder år gammalt. Universum tros vara 13,7 miljarder år gammalt.
"Detektering av en galaxkluster 9 miljarder ljusår bort är mycket spännande," sade studiens ledande utredare, Dr. Peter Eisenhardt från NASA: s Jet Propulsion Laboratory. "Det är verkligen fantastiskt att Spitzers teleskop med 85 centimeter kan se 9 miljarder år tillbaka i tiden."
Med samma metoder fann astronomerna också tre andra kluster som bor mellan 7 och 9 miljarder ljusår bort.
"Spitzer är ett utmärkt instrument för att upptäcka mycket avlägsna galaxkluster eftersom de sticker ut så ljust i den infraröda," sade medundersökare Dr Mark Brodwin, också från JPL. "Du kan tänka på dessa avlägsna galaxklusterundersökningar som ett spel 'Var är Waldo?' Med ett optiskt teleskop kan du upptäcka 'Waldo' eller de avlägsna galaxklyngarna genom att noggrant söka efter dem bland ett hav av svaga galaxer. '
"Men i Spitzer-uppgifterna är det som om Waldo bär en ljus neonhatt och lätt kan plockas ur publiken," tilllade Brodwin.
Galaxy-kluster är de största gravitationsbundna strukturerna i universum. Ett typiskt kluster kan innehålla tusentals galaxer och biljoner stjärnor. På grund av deras enorma storlek och massa är de relativt sällsynta. Till exempel, om Jorden skulle representera hela universum, skulle länder vara motsvarigheten till galaxer, och kontinenterna skulle vara galaxklyngarna.
Galaxklyngar växer som snöbollar och tar upp nya galaxer från gravitationsinteraktioner över miljarder år. Av denna anledning säger teammedlemmarna att dessa betemoter bör vara ännu sällsynta i det mycket avlägsna universum.
"Det ultimata målet med denna forskning är att ta reda på när galaxerna i denna och andra avlägsna kluster bildades," sa medundersökare Dr. Adam Stanford, från University of California i Davis. Stanford är huvudförfattaren till ett papper om den mest avlägsna galaxklyngens upptäckt, som publicerades i december 2005-numret av Astrophysical Journal Letters.
Det är andra gången Eisenhardt och Stanford bryter rekordet för att fånga den mest avlägsna galaxklyngen. Båda säger att de av misstag bröt rekordet 1997 när de upptäckte ett kluster som ligger 8,7 miljarder ljusår bort. Upptäckten gjordes av en djup undersökning av en 0,03-graders lapp med himmel, eller ett område som är betydligt mindre än en ärta som hölls i vapenlängd, under 30 nätter vid Kitt Peak National Observatory i Arizona.
"Vi hade tur 1997 eftersom vi inte letade efter galaxkluster och hittade den mest avlägsna som någonsin upptäckts i en mycket liten lapp av himmel," sade Stanford. "Eftersom galaxkluster är så massiva och sällsynta måste du vanligtvis djupa undersöka ett stort himmelområde för att hitta dem."
"Med Spitzers stora infrarödkänslighet undersökte vi djupare på 90 sekunder än vi kunde i timmar med exponering i 1997-observationerna, och vi använde denna fördel för att kartlägga en region som är 300 gånger större," tillägger Eisenhardt.
Det 9 miljarder år gamla klustret är bara ett av 25 team som fångats på sin Spitzer-safari. De förbereder för närvarande för fler observationer i vår på W.M. Keck Observatory för att bekräfta avståndet mellan ytterligare galaxkluster från deras prov. Enligt Eisenhardt kan några av de kluster som väntar på bekräftelse vara ännu mer avlägsna än den nuvarande rekordhållaren.
Originalkälla: Spitzer Space Telescope
