Ein Galaxienhaufen, der sich etwa 10,2 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt befindet, wurde entdeckt, indem Daten vom Chandra-Röntgenobservatorium der NASA mit optischen und Infrarot-Teleskopen kombiniert wurden. Der Cluster JKCS041 ist der am weitesten entfernte Galaxienhaufen, der bisher beobachtet wurde, und wir sehen ihn so, als wäre das Universum nur etwa ein Viertel seines gegenwärtigen Alters. Die Entfernung des Clusters übertrifft den bisherigen Rekordhalter um etwa eine Milliarde Lichtjahre.
Galaxienhaufen sind die größten gravitationsgebundenen Objekte im Universum. Das Finden einer so großen Struktur in dieser sehr frühen Epoche kann wichtige Informationen darüber liefern, wie sich das Universum in dieser entscheidenden Phase entwickelt hat.
JKCS041 steht kurz davor, wenn Wissenschaftler glauben, dass Galaxienhaufen im frühen Universum existieren können, je nachdem, wie lange es dauern sollte, bis sie sich zusammengesetzt haben. Wenn Sie daher seine Eigenschaften wie Zusammensetzung, Masse und Temperatur untersuchen, erfahren Sie mehr darüber, wie das Universum Gestalt angenommen hat.
"Dieses Objekt liegt nahe an der Entfernungsgrenze, die für einen Galaxienhaufen erwartet wird", sagte Stefano Andreon vom Nationalen Institut für Astrophysik (INAF) in Mailand, Italien. "Wir glauben nicht, dass die Schwerkraft schnell genug arbeiten kann, um Galaxienhaufen viel früher zu bilden."
JKCS041 wurde ursprünglich 2006 in einer Umfrage des britischen Infrarot-Teleskops (UKIRT) entdeckt. Die Entfernung zum Cluster wurde dann aus optischen und infraroten Beobachtungen von UKIRT, dem Kanada-Frankreich-Hawaii-Teleskop in Hawaii und dem Spitzer-Weltraumteleskop der NASA bestimmt. Infrarotbeobachtungen sind wichtig, da das optische Licht der Galaxien in großen Entfernungen aufgrund der Expansion des Universums in Infrarotwellenlängen verschoben wird.
Die Chandra-Daten waren der letzte - aber entscheidende - Beweis, da sie zeigten, dass JKCS041 tatsächlich ein echter Galaxienhaufen war. Die ausgedehnte Röntgenemission von Chandra zeigt, dass zwischen den Galaxien heißes Gas nachgewiesen wurde, wie es für einen echten Galaxienhaufen erwartet wird, anstatt für einen, der beim Bilden aufgefangen wurde.
Ohne die Röntgenbeobachtungen blieb auch die Möglichkeit bestehen, dass dieses Objekt eine Mischung verschiedener Gruppen von Galaxien entlang der Sichtlinie oder ein Filament, ein langer Strom von Galaxien und Gas, von vorne betrachtet gewesen sein könnte. Die aus den Chandra-Beobachtungen geschätzte Masse und Temperatur des detektierten heißen Gases schließen beide Alternativen aus.
Das Ausmaß und die Form der Röntgenemission sowie das Fehlen einer zentralen Funkquelle sprechen gegen die Möglichkeit, dass die Röntgenemission durch Streuung des kosmischen Mikrowellen-Hintergrundlichts durch Partikel verursacht wird, die Radiowellen emittieren.
Mit der Erkennung nur eines extrem weit entfernten Galaxienhaufens ist es noch nicht möglich, kosmologische Modelle zu testen. Es wird jedoch nach anderen Galaxienhaufen in extremen Entfernungen gesucht.
"Diese Entdeckung ist aufregend, weil es so ist, als würde man ein Tyrannosaurus Rex-Fossil finden, das viel älter ist als jedes andere bekannte", sagte Co-Autor Ben Maughan von der Universität Bristol in Großbritannien. „Ein Fossil passt vielleicht zu unserem Verständnis von Dinosauriern, aber wenn Sie noch viel mehr finden würden, müssten Sie überdenken, wie sich Dinosaurier entwickelt haben. Gleiches gilt für Galaxienhaufen und unser Verständnis der Kosmologie. “
Der bisherige Rekordhalter für einen Galaxienhaufen war 9,2 Milliarden Lichtjahre entfernt, XMMXCS J2215.9-1738, der 2006 von XMM-Newton der ESA entdeckt wurde. Damit wurde der bisherige Entfernungsrekord nur um etwa 0,1 Milliarden Lichtjahre gebrochen, während JKCS041 XMMXCS J2215 übertrifft .9 um etwa das Zehnfache.
"Was an dieser Entdeckung aufregend ist, ist die Astrophysik, die mit detaillierten Folgestudien durchgeführt werden kann", sagte Andreon.
Zu den Fragen, die Wissenschaftler durch eine weitere Untersuchung von JKCS041 beantworten möchten, gehören: Wie ist der Aufbau von Elementen (wie Eisen) in einem so jungen Objekt? Gibt es Anzeichen dafür, dass sich der Cluster noch bildet? Beziehen sich die Temperatur und die Röntgenhelligkeit eines so entfernten Clusters auf dieselbe einfache Weise auf seine Masse wie bei nahe gelegenen Clustern?
Quelle: EurekAlert
