Al igual que una ubicación de Star Wars, este cúmulo de galaxias está muy, muy lejos y con orígenes hace mucho, mucho tiempo. Está a la friolera de 9.600 millones de años luz de distancia, y las observaciones de rayos X e infrarrojos muestran que el cúmulo alberga galaxias predominantemente masivas y viejas. Esto significa que las galaxias se formaron cuando el universo aún era muy joven, por lo que encontrar este cúmulo y poder verlo proporciona nueva información no solo sobre la evolución temprana de la galaxia, sino también sobre la historia del universo en su conjunto.
Un equipo internacional de astrónomos del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, la Universidad de Tokio y la Universidad de Kyoto descubrieron este grupo utilizando el telescopio Subaru junto con el observatorio espacial XMM-Newton para observar en diferentes longitudes de onda.
Utilizando la cámara y el espectrómetro de infrarrojos de objetos múltiples (MOIRCS) en el telescopio Subaru, el equipo pudo observar las longitudes de onda del infrarrojo cercano, donde las galaxias son más luminosas.
“El instrumento MOIRCS tiene una capacidad extremadamente poderosa para medir distancias a galaxias. Esto es lo que hizo posible nuestra observación desafiante ”, dijo Masayuki Tanaka de la Universidad de Tokio. "Aunque confirmamos solo varias galaxias masivas a esa distancia, hay evidencia convincente de que el cúmulo es un cúmulo real, unido gravitacionalmente".
Al igual que un mapa de contorno, las flechas en la imagen de arriba indican galaxias que probablemente estén ubicadas a la misma distancia, agrupadas alrededor del centro de la imagen. Los contornos indican la emisión de rayos X del grupo. Las galaxias con mediciones de distancia confirmadas de 9.6 mil millones de años luz están en un círculo. La combinación de la detección de rayos X y la colección de galaxias masivas demuestra inequívocamente un cúmulo real unido gravitacionalmente.
Las observaciones en un régimen de longitud de onda muy diferente confirman que las galaxias individuales se mantienen unidas por la gravedad: la materia entre las galaxias en cúmulos se calienta a temperaturas extremas y emite luz a longitudes de onda mucho más cortas de lo que es visible para el ojo humano. Por lo tanto, el equipo utilizó el observatorio espacial XMM-Newton para buscar esta radiación en rayos X.
"A pesar de las dificultades para recolectar fotones de rayos X con un tamaño de telescopio pequeño y efectivo similar al tamaño de un telescopio de patio trasero, detectamos una clara firma de gas caliente en el cúmulo", dijo Alexis Finoguenov del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre.
La combinación de estas diferentes observaciones en lo que son longitudes de onda invisibles para el ojo humano condujo al descubrimiento pionero del cúmulo de galaxias a una distancia de 9.600 millones de años luz, unos 400 millones de años luz más en el pasado que el cúmulo más distante conocido anteriormente.
Un análisis de los datos recopilados sobre las galaxias individuales muestra que el cúmulo ya contiene una gran cantidad de galaxias evolucionadas y masivas que se formaron unos dos mil millones de años antes. Como los procesos dinámicos para el envejecimiento de la galaxia son lentos, la presencia de estas galaxias requiere el ensamblaje del cúmulo mediante la fusión de grupos de galaxias masivas, cada una de las cuales alimenta su galaxia dominante. Por lo tanto, el cúmulo es un laboratorio ideal para estudiar la evolución de las galaxias, cuando el universo tenía solo un tercio de su edad actual.
Como los cúmulos de galaxias distantes también son importantes trazadores de la estructura a gran escala y las fluctuaciones de densidad primordiales en el universo, observaciones similares en el futuro conducirán a información importante para los cosmólogos. Los resultados obtenidos hasta ahora demuestran que las instalaciones actuales de infrarrojo cercano son capaces de proporcionar un análisis detallado de poblaciones de galaxias distantes y que la combinación con datos de rayos X es una herramienta nueva y poderosa. Por lo tanto, el equipo continúa la búsqueda de grupos más distantes.
Fuente: Instituto Max Planck de Física Extraterrestre
