Med hjälp av Magellan-teleskopen vid Carnegies Las Campanas-observatorium i Chile kunde forskargruppen, ledd av Carnegies Andrew Newman, leta efter skuggor som kastats av intergalaktisk vätgas i protokluster på galaxerna bakom dem. Den här bilden visar en karta över intergalaktiskt väte där gult-till-rött representerar områden med hög densitet och blått-svart indikerar områden med låg densitet. Kredit:Andrew Newman.
Förfäderna till några av de största galaxhoparna har gömt sig i sikte. Nytt arbete ledd av Carnegies Andrew Newman visar en ny teknik för att identifiera föregångarna till de mest extrema galaktiska miljöerna. Teamets resultat publiceras i Nature .
Liksom oss alla formas och formas galaxer av sin omgivning. För att få en fullständig bild av de olika fysiska influenserna på en galaxs livscykel är det avgörande att spåra uppkomsten av egenskaper orsakade av miljöfaktorer när de uppstår.
"Vi har länge vetat att galaxernas färger, massor och former beror på deras kosmiska miljö, men det finns mycket vi inte vet om när och hur dessa skillnader uppträdde," sa Newman.
Galaxhopar är de mest massiva strukturerna i kosmos som är bundna av sin egen gravitation - ibland omfattar tusentals galaxer. Föregångarna till dessa massiva galaktiska miljöer, kallade protokluster, är några av de tidigaste kända strukturerna i kosmos och är perfekta för att studera de tidiga stadierna av en galaxs livscykel.
Big Bang startade universum som en het, grumlig soppa av partiklar som snabbt expanderade. Vissa områden i universum var tätare än andra och med tiden övervann deras gravitation universums expansion, vilket fick materialet att kollapsa inåt och bilda klumpar av struktur som så småningom skulle ge upphov till grupper eller kluster av galaxer.
Men teamet fann att dessa protokluster kan vara förvånansvärt svåra att upptäcka.
Hittills har de flesta protokluster hittats genom att söka på himlen efter regioner som innehåller ett ovanligt stort antal avlägsna galaxer. Forskargruppen – som inkluderade Carnegies Gwen Rudie, Guillermo Blanc, Mahdi Qezlou, Daniel Kelson, Alan Dressler och observatoriechefen John Mulchaey – implementerade en ny strategi för att hitta protokluster.
Nyckeln till deras metod är det faktum att den intergalaktiska vätgasen som är en del av protoklustern kommer att absorbera ljus som passerar genom den och kastar en slags skugga på galaxerna bakom dem, bortom protoklustrets gränser. Genom att använda Magellan-teleskopen vid Carnegies Las Campanas-observatorium i Chile för att observera sådana skuggor, kunde teamet identifiera de troliga platserna för protokluster.
"Vi blev mycket förvånade över att hitta så få galaxer inuti protoklustren som kastar de starkaste skuggorna, vilket är anledningen till att dessa protokluster missades av tidigare sökningar," sa Newman.
Deras fynd tyder på att de förbisedda protoklustren hyser osedda galaxer som måste ha utvecklats annorlunda, vilket gör dem mörkare och därför svårare att upptäcka. Teamet planerar att genomföra ytterligare sökningar för att lokalisera dessa saknade galaxer och fastställa deras ovanliga egenskaper.
"Det är intressant att dessa galaxers evolutionära vägar skiljde sig så tidigt i universums historia, långt innan klustren de nu lever i samlades", sa Blanc.
Rudie lade till:"En av de viktigaste lärdomarna från detta arbete är att när vi kartlägger det avlägsna universum är det viktigt att sammanföra flera perspektiv; att använda bara en teknik kan ge en missvisande bild."
Forskarna indikerade att framtida protoklustersökningar kommer att kunna testa deras resultat mot en större population. + Utforska vidare
