En bild i falsk färg av den långt infraröda emissionen från ett massivt protokluster av galaxer (i cirkeln) från epoken cirka 1,4 miljarder år efter big bang. Astronomer har genomfört djupa optiska och infraröda observationer av komplexet och kommit fram till att stjärnbildningsprocesserna i arbete, även om de är exceptionellt aktiva, i allmänhet verkar följa samma processer som vi sett i vår galax. Kredit:NASA/ESA/Herschel; Miller et al.
Universums struktur beskrivs ofta som en kosmisk väv av filament, noder och tomrum, där noderna är kluster av galaxer, de största gravitationsbundna objekten som är kända. Dessa noder tros ha sådd av fluktuationer i densitet med liten amplitud som de som observerades i den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB) som växte tills de kollapsade i strukturerna som ses idag. Även om CMB är väl förstått och detaljerna i dagens galaxhopar är väl beskrivna, saknar de mellanliggande faserna av evolutionen tillräckliga observationer för att begränsa modellerna. Traditionella galaxklustersökningar antar att dessa objekt har haft tillräckligt med tid för att komma i jämvikt så att den intergalaktiska gasen har värmts upp tillräckligt för att detekteras i röntgenstrålning. För att upptäcka de mer avlägsna galaxer och protokluster som är för svaga för att upptäcka i röntgenstrålning använder astronomer istället sin ljusa infraröda eller submillimeterstrålning.
Superklustret SPT2349−56, upptäckt i submillimeterbandet av sydpolsteleskopet, är så avlägset att dess ljus har färdats i över tolv miljarder år. Den är värd för över trettio submillimeter ljusa galaxer och dussintals andra lysande och/eller spektroskopiskt bekräftade stjärnbildande galaxer. Det är ett av de mest aktiva stjärnbildande komplexen som är kända och producerar över tio tusen stjärnor per år. En av dess ljuskällor verkar vara sammanslagning av över tjugo galaxer. Systemets stjärnmassa var dock inte känd, vilket gjorde det till exempel omöjligt att veta om den enorma skuren av stjärnor var resultatet av en extraordinär effektivitet eller helt enkelt uppstod på grund av att systemet var så extremt stort.
CfA-astronomen Matthew Ashby var medlem i ett team som nu har genomfört mycket djupa observationer vid optiska och infraröda våglängder för att erhålla stjärnmassorna genom analyser av spektral energidistribution (SED). De använde rymdteleskopen Gemini och Hubble för att erhålla optiska/nära infraröda flödesmätningar och Spitzers IRAC-kamera för det infraröda flödet. För att modellera SED:erna måste de många punktkällor som detekteras matchas till varandra på alla våglängder. Detta är ett komplext åtagande, och forskarna beskriver processerna för att göra det samtidigt som de tar upp den allvarliga blandning som kan uppstå på grund av otillräcklig rumslig upplösning i infraröd.
Enligt deras resultat publicerade i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , finner astronomerna att stjärnmassan i denna urhop i jämförelse med dess stjärnbildningshastighet är nära värdet som uppmätts i närliggande ("normala") galaxer, en slutsats som tyder på att stjärnbildningsprocesserna i arbete liknar dem i det lokala universum. Klustret visar dock ett underskott av molekylär gas, vilket tyder på att aktiviteten närmar sig slutet av denna tumultartade fas när det gasformiga råmaterialet för stjärnor håller på att skingras. + Utforska vidare
