Bildkredit: NASA
Observationer med bred fält av det tidiga universum har upptäckt en underlig galaxsträng som är 300 miljoner ljusår lång och trotsar nuvarande teorier om universumets utveckling kort efter Big Bang. Astronomerna som upptäckte galaxsträngen, som är mer än 10 miljarder ljusår bort, jämförde den med superdatorsimuleringar från det tidiga universum, som inte kunde reproducera strängar så stora redan tidigt. Nästa steg i denna forskning kommer att kartlägga ett område på himlen tio gånger så stort för att få en bättre bild av universums storskaliga struktur.
Bredfältsteleskopobservationer av det avlägsna och därmed tidiga universum, som ser tillbaka till en tid då det var en femtedel av dess nuvarande ålder (rödförskjutning = 2,38), har avslöjat en enorm sträng galaxer med ungefär 300 miljoner ljusår. Denna nya struktur trotsar nuvarande modeller för hur universum utvecklats, vilket inte kan förklara hur en sträng som denna stora kunde ha bildat så tidigt.
Strängen kan jämföras i storlek med ”Den stora muren” av galaxer som hittades i det närliggande universum av Dr. John Huchra och Dr. Margaret Geller 1989. Detta är första gången astronomer har kunnat kartlägga ett område i det tidiga universumets stora tillräckligt för att avslöja en sådan galaxstruktur.
Strängen upptäcktes av Dr. Povilas Palunas (University of Texas, i Austin, Texas), Dr. Paul Francis (Australian National University, Canberra, Australien), Dr. Harry Teplitz (California Institute of Technology i Pasadena), Dr. Gerard Williger (Johns Hopkins University, Baltimore, Md.) Och Dr. Bruce E. Woodgate (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.). De första observationerna gjordes med det 4 m (159 tum) Blanco-teleskopet vid National Science Foundation: s Cerro Tololo interamerikanska observatorium i Chile och bekräftades med det 3,9 m (154-tum) anglo-australiska teleskopet vid Siding Spring Observatorium i östra Australien. Teamet presenterar sitt fynd idag vid American Astronomical Society-mötet i Atlanta, Georgia, och ett papper som beskriver detta arbete kommer att visas i Astrophysical Journal i februari.
Strängen ligger 10 800 miljoner ljusår bort i riktning mot den södra konstellationen Grus (kranen). Avståndsljuset går på ett år, nästan sex biljoner mil eller 9,5 biljoner km., Är ett ljusår, så vi ser strängen som den såg ut för 10,8 miljarder år sedan. Den är minst 300 miljoner ljusår lång och cirka 50 miljoner ljusår bred. (Se film 1 och bilder 3 och 4 för en konstnärs koncept av strängen.) Astronomerna har upptäckt 37 galaxer och en kvasar i strängen, men "det finns nästan säkert mycket mer än detta", sade Palunas. "Strängen innehåller antagligen många tusentals galaxer." (Se Bild 1 för en konstnärs koncept av dessa galaxer, och till Bild 5 för en tomt över deras platser på himlen.)
"Vi ser den här strängen som den var när universum bara var en femtedel av sin nuvarande ålder," sade Woodgate. "Det vill säga vi tittar tillbaka fyra femtedelar av vägen till universums början som ett resultat av Big Bang."
Teamet jämförde sina observationer med superdatorsimuleringar av det tidiga universum, som inte kunde återge strängar så stora. "Simuleringarna berättar för oss att du inte kan ta saken i det tidiga universum och ställa upp det i strängar så stora," sade Francis. "Det har helt enkelt inte varit tillräckligt med tid sedan Big Bang för att det ska bilda strukturer i denna kolossala".
"Vår bästa gissning just nu är att det är en topp på isberg-effekten," sade han. ”Allt vi ser är de ljusaste få galaxerna. Det är förmodligen långt mindre än 1% av vad som verkligen finns där, mest av det är den mystiska osynliga mörka materien. Det kan vara så att den mörka materien inte är ordnad på samma sätt som galaxerna vi ser. ” Nyligen har bevis samlats för närvaron av mörk materia i universum, en osynlig form av materia som endast kan upptäckas av den gravitationella dragningen som den utövar på vanlig materia (och ljus). Det finns många möjligheter för vad mörk materia kan vara, men dess sanna natur är för närvarande okänd.
Under de senaste åren, förklarade Francis, hade det visat sig att i det lokala universum är mörk materia fördelad på stora skalor på mycket samma sätt som galaxerna är, snarare än att vara mer klumpiga eller mindre. Men gå tillbaka 10 miljarder år och det kan vara en helt annan historia. Galaxer bildas antagligen i mitten av mörkmoln. Men i det tidiga universumet hade de flesta galaxer ännu inte bildats, och de flesta mörkmoln kommer ännu inte att innehålla en galax.
"För att förklara våra resultat," sade Francis, "de mörka materia molnen som ligger i strängar måste ha bildat galaxer, medan de mörka materien molnen någon annanstans har inte gjort det. Vi har ingen aning om varför detta hände - det är inte vad modellerna förutspår. ”
För att följa upp denna forskning, säger astronomerna, är nästa steg att kartlägga ett himmelområde som är tio gånger större, för att få en bättre uppfattning om den storskaliga strukturen. Flera sådana undersökningar pågår för närvarande. Forskningen finansierades av NASA och Australian National University.
Originalkälla: NASA News Release
