Come una località di Star Wars, questo ammasso di galassie è molto, molto lontano e con origini molto, molto tempo fa. Sono lontani 9,6 miliardi di anni luce e le osservazioni ai raggi X e agli infrarossi mostrano che il cluster ospita galassie prevalentemente vecchie e massicce. Questo significa che le galassie si sono formate quando l'universo era ancora molto giovane, quindi trovare questo cluster e poterlo vedere sta fornendo nuove informazioni non solo sull'evoluzione della galassia iniziale ma anche sulla storia dell'universo nel suo insieme.
Un team internazionale di astronomi del Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, l'Università di Tokyo e l'Università di Kyoto hanno scoperto questo gruppo usando il telescopio Subaru insieme all'osservatorio spaziale XMM-Newton per guardare in diverse lunghezze d'onda.
Utilizzando la telecamera a infrarossi multi-oggetto e lo spettrometro (MOIRCS) sul telescopio Subaru, il team è stato in grado di osservare le lunghezze d'onda del vicino infrarosso, dove le galassie sono più luminose.
“Lo strumento MOIRCS ha una capacità estremamente potente di misurare le distanze dalle galassie. Questo è ciò che ha reso possibile la nostra avvincente osservazione ”, ha affermato Masayuki Tanaka dell'Università di Tokyo. "Sebbene abbiamo confermato solo diverse galassie di massa a quella distanza, ci sono prove convincenti che il cluster sia un cluster reale, legato alla gravità."
Come una mappa di contorno, le frecce nell'immagine sopra indicano galassie che si trovano probabilmente alla stessa distanza, raggruppate attorno al centro dell'immagine. I contorni indicano l'emissione di raggi X del cluster. Le galassie con misurazioni di distanza confermate di 9,6 miliardi di anni luce sono cerchiate. La combinazione del rilevamento di raggi X e la raccolta di galassie voluminose dimostra inequivocabilmente un vero e proprio ammasso gravitazionale.
Il fatto che le singole galassie siano effettivamente tenute insieme dalla gravità è confermato dalle osservazioni in un regime di lunghezze d'onda molto diverso: la materia tra le galassie nei cluster viene riscaldata a temperature estreme ed emette luce a lunghezze d'onda molto più brevi di quelle visibili all'occhio umano. Il team ha quindi utilizzato l'osservatorio spaziale XMM-Newton per cercare questa radiazione nei raggi X.
"Nonostante le difficoltà nel raccogliere fotoni a raggi X con una piccola dimensione del telescopio efficace simile alla dimensione di un telescopio da cortile, abbiamo rilevato una chiara firma di gas caldo nel cluster", ha dichiarato Alexis Finoguenov dell'Istituto Max Planck per la fisica extraterrestre.
La combinazione di queste diverse osservazioni in quelle che sono lunghezze d'onda invisibili per l'occhio umano ha portato alla scoperta pionieristica dell'ammasso di galassie a una distanza di 9,6 miliardi di anni luce - circa 400 milioni di anni luce più avanti nel passato rispetto all'ammasso precedentemente più lontano conosciuto.
Un'analisi dei dati raccolti sulle singole galassie mostra che il cluster contiene già un'abbondanza di galassie evolute e massicce che si sono formate circa due miliardi di anni prima. Poiché i processi dinamici per l'invecchiamento della galassia sono lenti, la presenza di queste galassie richiede l'assemblaggio di gruppi attraverso la fusione di gruppi galattici massicci, ognuno dei quali nutre la sua galassia dominante. Il cluster è quindi un laboratorio ideale per studiare l'evoluzione delle galassie, quando l'universo era solo circa un terzo della sua era attuale.
Poiché i cluster di galassie distanti sono anche importanti traccianti della struttura su larga scala e delle fluttuazioni della densità primordiale nell'universo, osservazioni simili in futuro porteranno a importanti informazioni per i cosmologi. I risultati ottenuti finora dimostrano che le attuali strutture a infrarossi vicini sono in grado di fornire un'analisi dettagliata delle popolazioni di galassie distanti e che la combinazione con i dati dei raggi X è un nuovo potente strumento. Il team quindi continua la ricerca di cluster più distanti.
Fonte: Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
