Laut einem in der Zeitschrift Nature veröffentlichten Artikel haben Astronomen zwei riesige Galaxien entdeckt, die im jungen Universum existierten und von einem ganzen "Ozean" dunkler Materie umgeben sind, dessen Masse das Billionenfache des Gewichts der Sonne beträgt.
„Früher dachten wir, dass es in der Jugend des Universums von vielen kleinen Galaxien bewohnt wurde, die das intergalaktische Medium allmählich ionisierten und es für Licht und andere Formen von Strahlung transparent machten. Jüngste Bilder von ALMA haben dazu beigetragen, herauszufinden, dass dies nicht der Fall ist, und die Zeit, in der die ersten wirklich großen Galaxien im Universum erschienen, erneut zurückgedrängt “, sagte Daniel Marrone von der University of Arizona in Tucson (USA).
Die ersten Galaxien erschienen nach Ansicht von Wissenschaftlern als Ergebnis des direkten Gravitationskollapses riesiger Gaswolken, die in der Leere des Universums aufgrund kleiner Unregelmäßigkeiten in der Verteilung der Materie entstanden sind, die durch das Gravitations- "Echo" des Prozesses der superschnellen Expansion des Universums nach dem Urknall erzeugt wurden.
Einige dieser Wolken verwandelten sich in einzelne Galaxien, während andere, größere, die Vorfahren von Dutzenden und Hunderten von "Stern-Megastädten" wurden, die zu Clustern und Superclustern vereint waren. Am Ende des letzten Jahrhunderts schlugen theoretische Astronomen vor, dass die ersten Galaxien, die in den ersten Milliarden Jahren der Existenz des Universums entstanden, klein und groß sein sollten.
Wie Murone bemerkt, wurden diese Theorien in den letzten Jahren in Frage gestellt - Hubble, ALMA und andere leistungsstarke Teleskope entdecken ständig ältere und große Galaxien, die fast zur gleichen Zeit existierten, als die ersten Sterne auftauchten, und das Universum wurde vollständig transparent und zur Beobachtung zugänglich.
Marrown und seine Kollegen entdeckten versehentlich ein Paar riesiger Galaxien, die diesen Theorien im Prinzip nicht entsprechen, als sie Sterne und andere Lichtquellen untersuchten, die vom SPT-Infrarot-Teleskop am Südpol beobachtet wurden. Sein Hauptziel ist es, nach Verzerrungen im Mikrowellen- "Echo" des Urknalls zu suchen, die sich aus seiner Wechselwirkung mit großen Galaxienhaufen ergeben.
Jedes Mal, wenn die SPT ausreichend große Cluster findet, messen Astronomen ihre Entfernung mit dem ALMA-Mikrowellenteleskop, das die Bewegung selbst der kältesten Moleküle verfolgen kann. Während einer solchen Routinemessung entdeckten Murrow und seine Kollegen, dass der SPT0311-58-Cluster, den SPT im Stundenkonstellation gefunden hat und der sich in großer Entfernung von der Erde befindet, tatsächlich gigantisch ist.
Berechnungen zeigen, dass Astronomen diesen Cluster in dem Zustand sehen, in dem er vor 13 Milliarden Jahren, etwa 780 Millionen Jahre nach dem Urknall, war. Der Cluster besteht aus zwei großen Galaxien, deren Größe mit der Milchstraße vergleichbar ist. Jeder von ihnen ist 40 und 270 Milliarden Mal schwerer als die Sonne. Ein bemerkenswerter Teil dieser Masse ist, wie Wissenschaftler bemerken, Sternenstaub, dessen Anwesenheit in frühen Galaxien Astronomen zuvor bezweifelten.
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Die unmittelbare Nähe dieser Galaxien und die hohe Geschwindigkeit der Gasströme legen wiederum nahe, dass sie von einer Art "Ozean" dunkler Materie umgeben sind, wodurch verhindert wird, dass Sterne und andere Materiecluster aus SPT0311-58 "entweichen". Laut Marrow ist seine Masse mindestens eine Billion Mal so groß wie die der Sonne, und dies sind die konservativsten Schätzungen.
Wie von Wissenschaftlern festgestellt, überschreiten solche Werte die maximale Masse für "Bagels" der Dunklen Materie, die alle bekannten Galaxien umgeben. Murrow und seine Kollegen hoffen, dass die Entdeckung anderer Objekte ähnlicher Größe dazu beitragen wird, festzustellen, ob SPT0311-58 eine Ausnahme von der Regel oder ein typischer Bewohner des jungen Universums darstellt.
