Büyük Patlama‘dan sadece 1,4 milyar yıl sonra, yaklaşık 500.000 ışık yılı genişliğindeki bir alana sıkışmış, 30’dan fazla galaksinin oluşturduğu ve alışılmadık derecede sıcak olan bir galaksi kümesi keşfedildi. Bu keşif, astronomların galaksilerin ve galaksi kümelerinin ne kadar hızlı oluşabildiği hakkındaki anlayışı sorgulatıyor.
Şili’deki Atacama Büyük Milimetre/Submilimetre Dizisi (ALMA) teleskoplarını kullanan astronomlar tarafından yapılan bu keşifteki galaksi kümesi, SPT2349-56 olarak adlandırılıyor. Araştırma, mevcut modellerin ötesinde bir durumun varlığını gösteriyor.
“Bu bulgu, erken evrende, büyük olasılıkla kümeye yakınında bulunan yeni keşfedilen aktif çekirdeklerin, genç kümeyi beklenenden çok daha erken ve güçlü bir şekilde şekillendirdiğini gösteriyor,” diye belirtti Dalhousie Üniversitesi’nden astronomi profesörü Scott Chapman.
Galaksi kümeleri, “intracluster medium” olarak bilinen sıcak gazdan oluşur. Dazhi Zhou, Kanada’daki British Columbia Üniversitesi’nde doktora adayı ve bu araştırmanın başyazarının ifadesine göre, bu gaz kümenin ‘atmosferi’ gibidir. Çoğu kümede intracluster medium tens veya yüz milyonlarca dereceye ulaşabilir.
Ancak, intracluster medium’un bu kadar uzun zaman alarak ısınması bekleniyordu. SPT2349-56 ise farklı bir durum ortaya koyuyor.
“Bu kadar erken dönemde bu kadar sıcak bir küme atmosferi görmek beklemediğimiz bir şeydi,” dedi Zhou. “Bu gaz, tahmin ettiğimizden en az beş kat daha sıcak ve birçok mevcut kümeye göre daha da enerjik.”
SPT2349-56’nın intracluster medium sıcaklığı, Sunyaev–Zeldovich etkisini kullanarak dolaylı olarak ölçüldü. Bu etki, galaksi kümelerinin Kozmik Mikrodalga Arka Planı (CMB) radyasyonunda izler bırakmasına neden olur. CMB fotonları küme içindeki gazla etkileşime girdiğinde enerji kazanır ve bu enerji artışı, CMB’de gözlemlenebilir.
SPT2349-56’dan daha eski kümeler daha önce de keşfedilmişti. Örneğin, 2019 yılında Gemini, Subaru ve diğer teleskoplarla z660D adlı bir küme tespit edildi; bu küme, Büyük Patlama’dan 770 milyon yıl sonraki dönemi gösteriyordu. 2023’te ise JWST (James Webb Uzay Teleskobu), A2744z7p9OD adlı daha eski bir kümeyi, Büyük Patlama’dan sadece 650 milyon yıl sonra tespit etti.
Bu kümeler “protoküme” olarak sınıflandırılır; yani henüz tam anlamıyla yerçekimiyle bağlı değillerdir. Mevcut teorilere göre, galaksi kümelerinin içindeki gazın ısınması, galaksilerin bir araya gelmesiyle gerçekleşir. Ancak SPT2349-56 bu beklentinin dışında kalıyor ve mevcut modellerin eksik olduğunu gösteriyor.
SPT2349-56 ve diğer protokümelerin ortak özelliği, yoğun yıldız oluşumudur. SPT2349-56’daki galaksilerdeki yıldız oluşumu hızı, Samanyolu Galakisi’ndeki oranın beş bin katıdır.
“Yoğun yıldız oluşumunun, aktif çekirdeklerin ve aşırı ısınmış atmosferin nasıl etkileşimde bulunduğunu anlamak istiyoruz. Bu durumun mevcut galaksi kümelerinin nasıl oluştuğu hakkında ne anlattığını görmek önemli,” dedi Zhou. “Bu kadar genç bir sistemde her şeyin aynı anda nasıl mümkün oluyor?”
Bu soruların yanıtı henüz bulunmamış olsa da, araştırmanın sonuçları 5 Ocak’ta Nature dergisinde yayımlandı.
