Za pomocą obserwatorium ALMA (Atacama Large Milimeter/submilimeter Array) astronomowie odkryli gniazdo monstrualnych młodych galaktyk leżących 11.5 miliarda lat świetlnych od Ziemi. Owe galaktyki zdają się znajdować na skrzyżowaniu gigantycznych włókien w sieci ciemnej materii. Odkrycie to jest istotne dla naszego rozumienia w jaki sposób powstają takie galaktyki i w jaki sposób ewoluują w potężne galaktyki eliptyczne.
Żyjemy w stosunkowo spokojnym okresie w historii Wszechświata. Dziesięć miliardów lat temu, na długo przed powstaniem Słońca i Ziemi, niektóre obszary Wszechświata zajmowane były przez monstrualne galaktyki, w których gwiazdy powstawały w tempie setki i tysiące razy większym niż obserwowane aktualnie w Drodze Mlecznej. Teraz we Wszechświecie nie ma już tych potężnych galaktyk, lecz astronomowie wierzą, że owe młode galaktyki wyrosły zamieniając się w gigantyczne galaktyki eliptyczne obserwowane współcześnie.
Aktualne teorie opisujące formowanie się galaktyk przewidują, że tego typu galaktyki powstają w szczególnych miejscach charakteryzujących się dużą ilością ciemnej materii. Jednak jak dotąd trudno było określić położenie galaktyk aktywnie formujących gwiazdy z wystarczającą precyzją, która pozwoliłaby przetestować te przewidywania. Częścią problemu jest fakt, że potężne galaktyki, w których intensywnie powstają gwiazdy często przesłonięte są pyłem, przez co trudno je obserwować w zakresie widzialnym. Pyłowe galaktyki intensywnie emitują promieniowanie radiowe w zakresie submilimetrowym, lecz radioteleskopy jak dotąd nie miały wystarczającej rozdzielczości pozwalającej na zidentyfikowanie poszczególnych galaktyk.
Do poszukiwania monstrualnych galaktyk zespół badawczy pod kierownictwem Hideki Umehata, Yoichi Tamury oraz Kotaro Kohno wykorzystał obserwatorium ALMA i dokładnie zbadał niewielki obszar nieba o nazwie SSA22 w gwiazdozbiorze Wodnika.
Przed rozpoczęciem obserwacji w ALMA, zespół poszukiwał młodych galaktyk w SSA22 za pomocą ASTE, 10-m teleskopem submilimetrowym operowanym przez NAOJ. Mimo, że czułość i rozdzielczość ASTE nie była wystarczająca, to dane z tego teleskopu wskazywało, że może w tym miejscu znajdować się gromada potężnych galaktyk. Dzięki dziesięciokrotnie większej czułości i sześćdziesięciokrotnie lepszej rozdzielczości ALMA umożliwiła astronomom zidentyfikowanie położenia dziewięciu takich galaktyk w SSA22.
Zespół porównał położenie tych galaktyk z położeniem gromady młodych galaktyk 11.5 miliarda nat świetlnych od nas w SSA22, która była obserwowana w zakresie widzialnym przez teleskop Subaru. Kształt gromady obserwowanej przez Subaru wskazuje na obecność olbrzymiej trójwymiarowej sieci niewidocznej ciemnej materii. Włóknista strkuktura ciemnej materii może być protoplastą wielkoskalowej struktury Wszechświata. Jedną z najlepiej poznanych struktur we współczesnym Wszechświecie jest kosmiczny Wielki Mur, gigantyczna włóknista struktura rozciągająca się na 500 milionów lat świetlnych. Włóknista struktura w SSA22 może zatem stanowić proto-wielki mur.
Zespół badaczy odkrył, że ich młode galaktyki wydają się znajdować dokładnie na przecięciu dwóch włókien ciemnej materii. To odkrycie wspiera model, w którym galaktyki powstają w obszarach koncentracji ciemnej materii.
Źródło: Astrophysical Journal Letters / NINS