Предки некоторых из крупнейших скоплений галактик прятались у всех на виду. Новая работа под руководством Эндрю Ньюмана из Карнеги демонстрирует новый метод выявления предшественников самых экстремальных галактических условий. Выводы команды опубликованы в журнале Nature.

Как и все мы, галактики формируются под влиянием их окружения. Чтобы получить полную картину различных физических влияний на жизненный цикл галактики, крайне важно проследить появление свойств, вызванных факторами окружающей среды, по мере их возникновения.

«Мы давно знаем, что цвета, массы и формы галактик зависят от их космического окружения, но мы многого не знаем о том, когда и как появились эти различия», — сказал Ньюман.

Скопления галактик — это самые массивные структуры в космосе, связанные собственной гравитацией, иногда включающие тысячи галактик. Предшественники этих массивных галактических сред, называемые протоскоплениями, являются одними из самых ранних известных структур в космосе и идеально подходят для изучения ранних стадий жизненного цикла галактики.

Большой взрыв запустил вселенную как горячий, мутный суп из быстро расширяющихся частиц. Некоторые области Вселенной были более плотными, чем другие, и со временем их гравитация преодолела расширение Вселенной, в результате чего материал сжался внутрь, образуя глыбы структуры, которые в конечном итоге породили группы или скопления галактик.

Но команда обнаружила, что эти протокластеры на удивление трудно обнаружить.

На сегодняшний день большинство протоскоплений было обнаружено путем поиска на небе областей, содержащих необычно большое количество далеких галактик. Исследовательская группа, в которую входили Гвен Руди из Карнеги, Гильермо Блан, Махди Кезлоу, Дэниел Келсон, Алан Дресслер и директор обсерваторий Джон Малчей, применила новую стратегию поиска протоскоплений.

Ключом к их методу является то, что межгалактический газообразный водород, входящий в состав протоскопления, будет поглощать проходящий через него свет, отбрасывая как бы тень на галактики позади них, за пределами протоскопления. Используя телескопы Magellan в обсерватории Карнеги Лас-Кампанас в Чили для наблюдения за такими тенями, команда смогла определить вероятные местоположения протоскоплений.

«Мы были очень удивлены, обнаружив так мало галактик внутри протоскоплений, которые отбрасывают самые сильные тени, поэтому эти протоскопления были упущены при более ранних поисках», — сказал Ньюман.

Их результаты показывают, что протокластеры, которых не замечают, содержат невидимые галактики, которые, должно быть, эволюционировали по-другому, что делает их более тусклыми и, следовательно, их труднее обнаружить. Команда планирует провести дальнейшие поиски, чтобы найти эти пропавшие галактики и определить их необычные свойства.

«Интересно, что эволюционные пути этих галактик разошлись так рано в истории Вселенной, задолго до того, как были собраны скопления, в которых они сейчас живут», — сказал Блан.

Руди добавил: «Один из ключевых уроков этой работы заключается в том, что, когда мы наносим на карту далекую вселенную , важно объединить несколько точек зрения; использование только одной техники может дать вводящую в заблуждение картину».

Исследователи указали, что будущие поиски протокластеров смогут проверить их результаты на большей популяции.