שני טלסקופי החלל חשפו צביר גלקסיות מתהווה (“protocluster”) שבו מופיע גם ענן גז חם פולט קרני־X, סימן ל”חימום ויריאלי” ולקריסה גרביטציונית מתקדמת – כבר כאשר היקום היה בן כמיליארד שנים.
גילוי אסטרונומי חדש מציב אתגר לתמונת “לוח הזמנים” של היווצרות המבנים הגדולים ביקום. שילוב תצפיות של טלסקופ החלל ג'יימס ווב עם מצפה קרני ה־X צ’נדרה, חשף צביר גלקסיות מתהווה (“protocluster”) שבו מופיע גם ענן גז חם פולט קרני־X, סימן ל”חימום ויריאלי” ולקריסה גרביטציונית מתקדמת – כבר כאשר היקום היה בן כמיליארד שנים. הדיווח מופיע במאמר בכתב העת Nature ובפרסום רשמי נלווה .(Nature)
למה גז חם הוא “חותמת” חזקה?
צבירי גלקסיות מודרניים הם מהמבנים הכבידתיים הגדולים ביותר: מאות עד אלפי גלקסיות שקושרות זו את זו על-ידי כבידה, בתוך “ים” של גז בין־צבירי חם מאוד (ICM) וחומר אפל. תהליך ההיווצרות אינו רק צבירה של גלקסיות; הוא כולל גם נפילה של גז אל בור הכבידה, חימום בגלי הלם עד טמפרטורות של מיליוני מעלות, ואז פליטה בקרני־X. לכן, זיהוי של עודף גלקסיות לבדו יכול לרמוז על צביר מתהווה, אבל זיהוי גז חם בקרני־X, הוא עדות ישירה לכך שהמערכת כבר נכנסה לשלב פיזיקלי מתקדם של קריסה וחימום. .
לפי המאמר ב- Nature המערכת נמצאת בהסחה לאדוםz≈5.68 – , כלומר קרוב מאוד לגבול שבו היקום עדיין צעיר במיוחד. החוקרים מדווחים על עוצמת קרינת X בולומטרית בסדר גודל של 1.5×10^44 ארג לשנייה, ומסיקים מסה כבידתית כוללת בסדר גודל של 1.8×10^13 מסות שמש(M500) , מה שהופך את המערכת ל”אב־טיפוס” של צבירים ענקיים בני זמננו.
הזיהוי התאפשר משום ששדה התצפית של ווב חפף לשדה שבו נאספו תצפיות עומק עצומות של צ’נדרה: כ־6.55 מיליון שניות חשיפה (6.55 Ms) שנצברו מסדרה של 99 תצפיות. לאחר עיבוד שמסיר מקורות נקודתיים ומבליט פליטה מפושטת, התגלה אות עקבי של גז חם. .
במקביל, בפרסום של נאס״א מצוין כי ווב מזהה לפחות 66 גלקסיות מועמדות כחברות במערכת (המהוות ככל הנראה חלק במערכת או שכנראה מרכיבות את המערכת)– עוד סימן לעושר חריג בשלב מוקדם כל כך (NASA).
למה זה מאתגר מודלים קוסמולוגיים ומה עדיין לא סגור?
המאמר מדגיש נקודה סטטיסטית: בהינתן נפח הסקר המצומצם, מציאת מערכת כה מסיבית בתקופה כה מוקדמת היא “לא סבירה” תחת תחזיות ממוצעות של מודלΛCDM , ומרמזת שבאזורים מסוימים מבנה־על יכול להיווצר מהר יותר מכפי שמודלים סטנדרטיים מצפים.
עם זאת, המדע כאן זהיר: “לא סביר” אינו “בלתי אפשרי”. ייתכן שמדובר בזנב סטטיסטי, או באזור חריג במיוחד ביקום המוקדם. המשך העבודה ידרוש איתור מערכות דומות נוספות, כדי להבין אם זו אנומליה בודדת או סימן למשהו שיטתי. במובן הזה, הערך המדעי הוא כפול: גם תצפית ישירה של שלב מוקדם בגדילת צבירים, וגם מבחן לחץ לקוסמולוגיה ולפיזיקה של חימום גז במאסות גדולות בתקופות קדומות. .
עוד בנושא באתר הידען:
