Ostatnio pojawiają się doniesienia o pewnych własnościach bardzo odległych galaktyk lub gromad galaktyk, nie pasujących do aktualnych modeli opisujących ich ewolucję lub ewolucję Wszechświata. W ostatnich dniach ujawniono np. wyniki obserwacji, w jednej z dalekich gromad galaktyk, gazu zbyt gorącego i istniejącego w tym stanie zbyt wcześnie w historii Wszechświata względem tego, co przewidują modele. Teraz do tych odchyłek od modeli dochodzi kolejny przypadek, ale z drugiej strony skali temperatur – od zimnego gazu.

Grupa badawcza z Centrum Kosmicznego Świtu w Instytucie Nielsa Bohra na Uniwersytecie Kopenhaskim (Dania) przeprowadziła obserwacje niezwykle olbrzymiej gromady galaktyk, położonej bardzo daleko, o przesunięciu ku czerwieni z = 5,4, czyli widzianej w stadium, gdy Wszechświat miał miliard lat (obecny wiek Wszechświat to niecałe 13,8 miliarda lat).

W tej protogromadzie galaktyk dostrzeżono bardzo dużą gęstość zimnego, neutralnego wodoru w formie gazowej – znacznie większą niż się spodziewano. Nadal aktywnie tworzą się tam gwiazdy i galaktyki.

„Struktura gromady galaktyk, którą obserwowaliśmy, jest nietypowa. Jest masywna. Istnieje tam gigantyczna ilość materii. Przypuszczamy, że w wyniku ewolucji przekształci się w jedną z największych gromad galaktyk, które kiedykolwiek widzieliśmy – jeśli będzie kontynuowała rozwój do czasów obecnych” – wyjaśnia Kasper Heintz z Centrum Kosmicznego Świtu, pierwszy autor publikacji.

Do tej pory zakładano, że około miliard lat po Wielkim Wybuchu gromady galaktyk powinny świecić tak jasno, że gaz zostałby zjonizowany przez światło i inne promieniowanie. Czyli powinien przejść z pierwotnego stanu neutralnego w stan zjonizowany, w którym elektrony odrywają się od atomów.

Jednak zaobserwowana ilość zimnego, neutralnego wodoru zaprzecza tym założeniom. Badacze planują sprawdzić sytuację w przypadku innych gromad galaktyk, w szczególności obserwując je przy pomocy Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST). W szczególności jest to temat pracy magisterskiej Chamilli Terp. W swojej wcześniejszej pracy licencjackiej odkryła zbyt wysoką gęstość zimnego, neutralnego wodoru, więc to naturalna kontynuacja, poszerzenie badań.

Opracowała też metodę pozwalającą na oddzielenie obserwacji gazu należącego do galaktyk do gazu położonego przed nimi (wzdłuż naszej linii widzenia od teleskopu do galaktyki na krańcach kosmosu).

Wstępne wyniki obserwacji pokazują, że tego rodzaju struktur jest we wczesnym Wszechświecie więcej niż się można było spodziewać. Rodzi to nowe pytanie. Dlaczego widzimy narodziny licznych dużych struktur we wczesnym Wszechświecie, ale obecnie, w bliższych rejonach kosmosu, nie ma ich aż tylu. Co się z nimi stało? Dlaczego zniknęły w trakcie ewolucji Wszechświata?

Wyniki badań opisano w „Nature Astronomy”. (PAP)

cza/ agt/