Nagy tömegű protohalmaz felfedezéséről számolt be nemrég egy nemzetközi kutatócsoport. Az objektumot a J0910–0414 jelű fényes kvazár környezetében találták. A felfedezésről szóló szakcikket a kutatók február 2-án tették közzé az arXiv preprint portálon.

Művészi illusztráció egy fényes kvazárról. (NASA, ESA and J. Olmsted (STScI))

A galaxishalmazok több száz, vagy akár több ezer galaxisnak adnak otthont, amelyeket a gravitáció köt egymáshoz. Ezek a Világegyetem leghatalmasabb gravitációsan kötött struktúrái. Kiváló laboratóriumként szolgálhatnak a galaxisok fejlődésének és kozmológiájának tanulmányozására.

A csillagászokat főként a halmazok elődei, az úgynevezett protohalmazok érdeklik. Ezek a nagy (z>2) vöröseltolódású objektumok fontos információkkal szolgálhatnak a Világegyetem korai időszakairól.

Nemrég egy kutatócsoport Feige Wang (Steward Observatory) vezetésével a Subaru teleszkóp Hyper Suprime-Cam (HSC) kamerájával, az ALMA rádiótávcső-hálózattal és más földfelszíni teleszkópokkal vizsgálta a J0910–0414 jelű, 6,63 vöröseltolódású fényes kvazárt. Az ilyen nagy vöröseltolódású kvazárok között ez ad otthont az egyik legnagyobb tömegű (körülbelül 3,6 milliárd naptömegű) fekete lyuknak. Ezért érdemes itt új galaxishalmazokat, illetve nagyon korai protohalmazokat keresni.

A Lyman-alfa-sugárzás többlete a J0910–0414 jelű kvazár környezetében. (Wang et al., 2024)

„A Subaru távcső HSC kamerájának felvételei a 2019 novembere és 2020 januárja közötti időszakban készültek, i2, z és NB926 sávban vizsgáltuk a kvazár környezetét 150, 240, illetve 313 perces expozícióval.” – írják a kutatók. A megfigyelések során felfedeztek egy protohalmazt, amely a J0910–0414-hez kapcsolódott. A halmaz legalább három szénvonalat és 12 Lyman-alfa-emittert mutat a kvazár vöröseltolódásával. A felvételeken egy dupla csúcsú Lyman-alfában sugárzó forrás is látszik a kvazár közelében.

A kutatók szerint a most felfedezett protohalmaz a korai Világegyetem egyik legsűrűbb struktúrája. A protohalmaz jelenlegi tömegét 6,9 billiárd (6,9 x 1015) naptömegre becsülik, ami azt jelenti, hogy háromszor nagyobb, mint a közeli Coma-halmaz. Eszerint ez a legnagyobb tömegű, 6-nál nagyobb vöröseltolódású protohalmaz, amit ismerünk.

Összegzésként a kutatók hangsúlyozták, hogy hatékony módszer úgy azonosítani a galaxisok által sűrűn benépesített térségeket, hogy az ALMA obszervatóriummal, valamint keskeny sávú megfigyelésekkel vizsgáljuk a kvazárok környezetét. Ezt igazolta is a most felfedezett protohalmaz.

„Az ALMA hálózattal, a nagy látómezejű, keskeny sávú képalkotással és a James Webb-űrtávcsővel végzendő jövőbeni megfigyelések a reionizáció korának kvazárjairól nemcsak abban segítenek majd, hogy azonosítsuk az időszak galaxisokkal zsúfolt területeit, de tanulmányozhatjuk azt is, hogy miképpen függ a környezeti hatásoktól a galaxisok fejlődése.” – összegezték a kutatók.

Forrás: phys.org