Stjörnufræðingar NASA horfðu inn í fortíðina, við upphaf alheimsins, aðeins 650 milljón árum eftir Miklahvell, og sáu hvernig sjö vetrarbrautir sem skiptu máli mynduðu frumþyrping.
Eins og er er þessi frumþyrping fjarlægasta vetrarbrautaþyrpingin sem vísindamenn hafa staðfest tilvist hennar. Eftirlíkingar sýna að kerfið mun vaxa í eina stærstu og elstu þekktu vetrarbrautaþyrping alheimsins, meira en 100 sinnum massameiri en okkar eigin Vetrarbrautarvetrarbraut.
Grein sem lýsir niðurstöðum rannsóknarinnar var birt í The Astrophysical Journal Letters. Aðalhöfundur er Takahiro Morishita, rannsóknarfélagi við IPAC stjörnufræðimiðstöðina við Tækniháskólann í Kaliforníu.
Sjö vetrarbrautir fundust fyrst með Hubble geimsjónauka NASA. En þó að allar vetrarbrautirnar hafi sést eftir sömu sjónlínu var Hubble ekki nógu næmur til að ákvarða nákvæmlega hversu langt vetrarbrautirnar væru frá hvor annarri.
Með því að nota James Webb geimsjónauka NASA (JWST) tókst hópnum að mæla nákvæmlega fjarlægðina frá jörðinni til hverrar vetrarbrautanna sjö með því að mæla eiginleika sem kallast rauðvik. Rauðvik er mælikvarði á hversu langt vetrarbrautir eru frá jörðinni - því lengra í burtu sem vetrarbrautin er, því meiri rauðvik hennar.
Vegna útþenslu alheimsins okkar færist ljós frá vetrarbrautum yfir í lengri, "rauðari" bylgjulengdir með fjarlægð, rétt eins og hljóðbylgjur frá sírenu sjúkrabíls sem fara framhjá þér breytast í lengri, lægri tíðni þegar sjúkrabíllinn fjarlægist þig.
Til að rannsaka rauðvik vetrarbrautar skrá stjörnufræðingar litróf hennar – regnboga bylgjulengda sem vetrarbrautin gefur frá sér – og leita að þekktum einkennum sameinda eins og vetnis og helíums. Þessar bylgjulengdir munu breytast, eða roða, með aukinni fjarlægð.
Það kemur á óvart að hver vetrarbraut hefur sömu rauðvik upp á 7,88, sem þýðir 13 milljarða ljósára frá jörðinni (til viðmiðunar, eitt ljósár, vegalengdin sem ljós fer á einu ári er 9,4 trilljón km), sem gefur til kynna að þær séu allar troðnar saman. Kerfið, sem staðsett er í stjörnumerkinu Myndhöggvara, er sem stendur fjarlægasta frumþyrpingin sem hefur verið staðfest með litrófsfræðilegri skoðun til þessa.
Vegna þess að ljósið frá þessum vetrarbrautum hefur ferðast til sjónauka í milljarða ára, sjá stjörnufræðingar þær eins og þær voru til fyrir mjög löngu síðan, aðeins hundruðum milljóna ára eftir fæðingu alheimsins okkar. Miðað við stærð þeirra á þeim tíma gætu þær verið með elstu vetrarbrautum sem myndast hafa. Þó að við getum ekki séð þyrpinguna eins og hún er til í dag, benda tölulegar eftirlíkingar til þess að hún gæti nú verið ein stærsta þyrping alheimsins.
Vísindamenn segja að þyrpingar af þessu tagi séu mjög sjaldgæfar og erfitt að greina þær. „Það er ólíklegt að við finnum annað sérstakt kerfi eins og þetta með JWST,“ segir Morishita. „Í ljósi þess að JWST sér tiltölulega lítil svæði á himninum þurfum við sjónauka sem getur séð heildarmyndina.“
Á næsta áratug verða svipaðar uppgötvanir mögulegar með Rome Nancy Grace geimsjónauka, framtíðar stjörnustöð NASA sem gert er ráð fyrir að verði skotið á loft snemma árs 2027. Hæfni hans til að kanna stór svæði verður meira en 100 sinnum meiri en JWST og mun gera það auðveldara að bera kennsl á vetrarbrautaþyrpingar snemma í alheiminum eins og sá sem fannst í þessari rannsókn.
Lestu líka: