Astronomové objevili výjimečně horkou a hustou kupu galaxií SPT2349-56, která vznikla jen 1,4 miliardy let po velkém třesku. Tento objev zpochybňuje současné modely vývoje kup galaxií, což naznačuje, že tyto struktury se mohou vyvíjet mnohem rychleji, než se dříve myslelo. Kupa obsahuje více než 30 galaxií nacpaných do relativně malého prostoru – asi 500 000 světelných let v průměru – a je na svůj věk neobvykle horká.
Překvapivě rychlé zahřívání
Klíčovou anomálií je extrémní zahřívání intraklastrového média – horkého plynu, který vyplňuje prostor mezi galaxiemi v kupě. Vědci očekávali, že tomuto plynu bude trvat miliardy let, než dosáhne teplot pozorovaných ve zralých kupách, často desítek nebo stovek milionů stupňů Celsia. Prostředí uvnitř klastru SPT2349-56 je však nejméně pětkrát teplejší, než se předpokládalo, což naznačuje, že proces zahřívání probíhal mnohem rychleji, než se očekávalo.
Toto zahřívání je pravděpodobně způsobeno supermasivními černými dírami umístěnými v kupě galaxií, které pumpují energii do okolního prostředí. Objev naznačuje, že tyto černé díry byly již velmi aktivní a ovlivňovaly tvorbu kup mnohem dříve v historii vesmíru. Teplota kupy byla měřena pomocí Sunyaev-Zeldovichova jevu, který detekuje energetický puls přenesený na zbytkové teplo z Velkého třesku (záření CMB) při interakci s horkým plynem.
Posun v chápání tvorby klastrů
Byly objeveny další rané kupy galaxií, jako je z660D (objevena v roce 2019) a A2744z7p9OD (identifikovaná JWST v roce 2023), ale byly klasifikovány jako protoklastry. Protoklastry ještě nejsou zcela gravitačně vázány, to znamená, že se nestabilizovaly. Současné modely předpovídají, že protoclusterům trvá miliardy let, než se smrští a zahřejí jejich prostředí uvnitř kupy na teploty pozorované ve zralých kupách. SPT2349-56 je v rozporu s těmito očekáváními, což naznačuje, že naše chápání tvorby klastrů je neúplné.
Hyperaktivní tvorba hvězd podporuje růst
Galaxie v kupě tvoří hvězdy ohromující rychlostí – pět tisíckrát rychleji než Mléčná dráha. Tato intenzivní tvorba hvězd v kombinaci s aktivními černými dírami a přehřátou atmosférou vytváří jedinečné prostředí, které zpochybňuje stávající teorie. Kompaktní velikost SPT2349-56 (přibližně stejná jako halo temné hmoty Mléčné dráhy) naznačuje, že galaxie v něm budou i nadále rychle růst.
„Chceme zjistit, jak na sebe působí intenzivní formování hvězd, aktivní černé díry a tato přehřátá atmosféra, a co nám to říká o tom, jak vznikly současné kupy galaxií,“ řekl Zhou.
Tento objev vyvolává důležité otázky týkající se interakcí mezi tvorbou hvězd, aktivitou černých děr a rychlým zahříváním prostředí uvnitř kupy v raném vesmíru. Další studie SPT2349-56 a podobných systémů by mohly přepsat naše chápání toho, jak se formují a vyvíjejí kupy galaxií.
