מבנה ענק של גלקסיות מאתגר את התחזיות התיאורטיות

קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/galxies220104.html

מערכת עתיקה של גלקסיות מעלה תמהון בקרב אסטרונומים, כיוון שהיא אינה תואמת לתיאוריה לגבי האבולוציה של היקום. המבנה העצום מרמז, כי ייתכן שאיננו מבינים כיצד היקום, או חומר אפל ומסתורי, התנהג זמן קצר לאחר לידת היקום.

מערך הגלקסיות מאורגן בעל-מבנה מוגדר ותחום היטב. ואולם, הוא כה עתיק – הוא נוצר 2.8 מיליארד שנה לאחר המפץ הגדול – עד שאסטרונומים אינם יודעים כיצד זה ייתכן, שהיה לו מספיק זמן להתפתח.

בעוד שהיקום כיום שורץ צבירי גלקסיות, לא היה זה המצב לפני זמן כה רב.

“זה המבנה הקדום והגדול ביותר של גלקסיות, שאי פעם ראינו,” אמר פובילאס פלונס, אסטרונום מאוניברסיטת טקסס והכותב הראשי של הדיווח על המחקר. “ומצאנו כי קיים חוסר תיאום בין המבנה והתחזיות התיאורטיות לגבי היקום הקדום.”

ההיררכיה

אסטרונומים מחזיקים מזה זמן רב במה שהם מכנים “ההשקפה ההיררכית” על היקום, בה חומר אפל – חומר בלתי נראה, שמהווה 90% מתכולת החומר ביקום – התאגד בצבירים ומשך אליו את הגז הבינכוכבי, שיצר את הכוכבים הראשונים כ-200 מיליון שנה לאחר המפץ הגדול. הכוכבים האלה התאגדו לגלקסיות, והן בתורן הסתדרו בצבירים ומאוחר יותר במבנים גלקטיים ענקיים.

ישנם תיאורטיקנים, שדימו את ארגון הגלקסיות לרשת קורי עכביש, בה טיפות מים משולות לחומר רגיל, שמחליקות לעבר ההצטלבויות של הרשת.

ואולם, עד כה חשבו, שהתהליך לוקח מיליארדי שנים, והדמיות במחשבי על של היקום הקדום חוזות, כי מבנים בסדר גודל כזה לא היו יכולים להיווצר בזמן כה קצר כמו המערך שנתגלה.

“היקום גדל מהר משחשבנו,” אמר פלונס.

המחקר, שעתיד להתפרסם בגיליון פברואר של כתב העת “Astrophysical Letters”, הוצג על ידי פלונס ועמיתיו מוקדם יותר החודש בפגישה ה-203 של האגודה האמריקאית לאסטרונומיה (AAS) באטלנטה.

פלונס וצוות אסטרונומים אמרו, כי מערכת הגלקסיות משתרעת לרחבי חצי הכדור הדרומי בקבוצת הכוכבים “The Crane”. היא ממוקמת במרחק של כ-10.8 מיליארד שנות אור, אורכה 300 מליון שנות אור ורוחבה 50 מיליון שנות אור. המערכת היא המבנה הגדול ביותר בזמנה, אמר פלונס.

שנת אור היא המרחק, שהאור עובר בשנה אחת, כשישה טריליון מילים או 9.5 טריליון קילומטרים.

בעזרת זוג טלסקופים על כדור הארץ, האסטרונומים זיהו 37 גלקסיות בהירות וקוואזר – גלקסיה בהירה במיוחד בתהליך היווצרותה – במערכת, אך הם מעריכים, כי ייתכן שהמערכת מכילה אלפי גלקסיות נוספות.

“אנו רואים רק את קצה הקרחון, רק כמה מהגלקסיות בהבהירות ביותר,” אמר האסטרונום ג'רארד ויליגר מאוניברסיטת ג'ון הופקינס, חבר צוות נוסף. “אנו די בטוחים, שישנן עוד המו ןגלקסיות חיוורות, שלא ראינו או מנינו עדיין.”

מחקר מעמיק יותר בעזרת טלסקופים גדולים יותר וזמני חשיפה ארוכים יותר עשויים לסייע בגילוי העצמים החלושים האלה, הוא הוסיף.

עניין אפל

קיומה של מערכת הגלקסיות מסתדרת עם גילויים תצפיתיים נוספים מהזמן האחרון של גלקסיות נוספות, שדומה כי הן מופיעות בזמן קדום מדי. במהלך הפגישה של האגודה, לדוגמא, אסטרונומים מקבוצת סקירת השמיים ג'מיני הודיעו על המחקר שלהם, שמתעסק בגלקסיות עתיקות ומסיביות ביקום הקדום.

“אנו יודעים שדברים כאלה צריכים לקרות בסופו של דבר,” אמר הארי טפליץ, חבר בצוות ממצפה ג'מיני מקאלטק. “לבסוף הן (הגלקסיות) מסתדרות בשכבות וקירות כמו בחומה הגדולה.” החומה הגדולה היא ריכוז גדול של גלקסיות במרחק 250 מיליון שנות אור, שנתגלה לראשונה ב-1989 על ידי האסטרונומים ג'ון הוצ'רה ומרגרט גלר.

חוקרים מצוות המחקר של מערכת הגלקסיות אמרו, כי קיימת האפשרות שחומר אפל התנהג בצורה אחרת בעבר הרחוק, ייתכן שלא התאסף לצבירים כצפוי כיום, מה שנתן פתח להיווצרות המערכת הגדולה. כמו כן ייתכן שישנו איזשהו חסר מובנה במודלים הקיימים של התפתחות היקום, הם הוסיפו.

או אולי לא.

למרות הדיווחים החדשים, האסטרונום רוברט קירשנר, פרופסור במרכז הרווארד-סמיתסון לאסטרופיסיקה, אמר, כי עדיין מוקדם מדי להפנות את גבנו למודל ההיררכי הנוכחי של היקום.

“לא הייתי נלחץ עדיין”, אמר קירשנר, שלא לקח חלק במחקר החדש. המערכת היא “רק תצפית אחת, וייתכן שזו תצפית של מקום מאוד קיצוני של היקום,” הוא אמר והוסיף, כי הממצאים הם רק ההתחלה של הבנתנו הגוברת בנוגע למבנה היקום.

חוקרים אמרו, כי הצעד הראשון בדרך להבנה של המערכת הגדולה יהיה התבוננות ברצועה רחבה יותר של השמיים כדי לקבוע האם יש בנמצא מבנה גלקטי גדול יותר. אזור גדול פי עשרה מזה של המחקר הנוכחי, יהיה התחלה טובה.

“כמו כן עלינו לעבוד צמוד לתיאורטיקנים כעת,” אמר וויליגר מג'ון הופקינס, והוסיף כי מודלים מקיפים ומעודכנים יותר של היקום הם אחד המשאבים החשובים ביותר בהתקדמות המחקר.

תרגום: דיקלה אורן
קישור לכתבה בספייס.קום
ידען אסטרופיסיקה 2 – כוכבים וגלקסיות

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~737655576~~~60&SiteName=hayadan