В научном мире разгорелись нешуточные споры после того, как международная команда астрономов зафиксировала в глубинах космоса нечто совершенно неожиданное. Речь идет о кластере SPT2349-56 — скоплении более 30 галактик, собравшихся в объеме, который по меркам Вселенной можно назвать тесным: всего полмиллиона световых лет в поперечнике. Но не только плотность поражает воображение. Температура газа, окружающего этот кластер, оказалась в пять раз выше, чем предсказывали даже самые смелые теории. И все это — спустя всего 1,4 миллиарда лет после Большого взрыва.
Открытие было сделано с помощью радиотелескопов комплекса ALMA в Чили, и сразу поставило под сомнение привычные представления о том, как быстро могут формироваться такие гигантские структуры. До сих пор считалось, что для разогрева межгалактической среды до столь экстремальных температур требуются миллиарды лет. SPT2349-56, похоже, решил не ждать и нарушил все правила.
Горячее, чем ожидалось
Внутри кластера бушует настоящая жара: температура газа, который астрономы называют внутрикластерной средой, превышает показатели, характерные даже для зрелых скоплений галактик в современной Вселенной. Обычно такие температуры достигаются за счет гравитационного сжатия и столкновений между галактиками, когда они уже давно образовали устойчивую структуру. Но здесь все иначе — SPT2349-56 еще слишком молод, чтобы успеть пройти этот путь.
Исследователи предполагают, что столь мощный разогрев связан с активностью сразу трех сверхмассивных черных дыр, недавно обнаруженных в этом регионе. Эти космические монстры, по всей видимости, уже в ранней Вселенной начали выбрасывать колоссальные потоки энергии, буквально «раздувая» окружающий газ до невообразимых температур. Такой сценарий не укладывается в привычные модели эволюции галактических кластеров.
Секреты космического микроволнового фона
Чтобы измерить температуру газа, ученые использовали эффект Сюняева–Зельдовича — явление, при котором горячий газ внутри кластера изменяет свойства космического микроволнового фона (CMB), оставшегося после Большого взрыва. Когда фотоны CMB проходят через кластер, они сталкиваются с быстрыми электронами и получают дополнительную энергию. Чем выше температура среды, тем заметнее этот эффект.
Результаты оказались ошеломляющими: SPT2349-56 не просто горячее, чем ожидалось, но и опережает по этому показателю даже многие современные скопления галактик. Это открытие заставляет пересмотреть базовые представления о том, как и когда во Вселенной возникали такие структуры.
Протокластеры и их отличия
Интересно, что ранее астрономы уже находили скопления галактик, существовавшие еще раньше — например, z660D и A2744z7p9OD, которые появились спустя 770 и 650 миллионов лет после Большого взрыва соответственно. Однако эти объекты называют протокластерами: они еще не успели стать гравитационно связанными системами, а их газ не нагрелся до высоких температур.
SPT2349-56 выделяется на их фоне: он уже сформировал устойчивую структуру и обзавелся «атмосферой», которая по своим характеристикам не уступает зрелым кластерам. Это значит, что процессы формирования и эволюции галактических скоплений могут идти гораздо быстрее и интенсивнее, чем предполагалось ранее.
Фабрика звезд
Еще одна поразительная особенность SPT2349-56 — бешеный темп звездообразования. Входящие в кластер галактики пока невелики, но внутри них звезды рождаются с такой скоростью, что Млечный Путь кажется тихой гаванью: здесь ежегодно появляется в пять тысяч раз больше новых светил, чем в нашей галактике.
Ученые ломают голову: как столь интенсивное звездообразование, активность черных дыр и перегретая среда могут сосуществовать в столь компактной и молодой системе? Ответа пока нет, но ясно одно — SPT2349-56 стал настоящим вызовом для современной астрофизики.
RUSSPAIN напоминает, что обсерватория ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) — крупнейший в мире радиотелескоп, расположенный на высоте более 5000 метров в чилийской пустыне Атакама. Комплекс состоит из 66 антенн и позволяет исследовать самые далекие и древние объекты Вселенной. ALMA регулярно становится источником сенсационных открытий, меняющих наше представление о космосе и его истории.
