Giống như một địa điểm từ Chiến tranh giữa các vì sao, cụm thiên hà này ở rất xa, rất xa và có nguồn gốc từ rất lâu rồi. Đó là một con số khổng lồ 9,6 tỷ năm ánh sáng và các quan sát tia X và hồng ngoại cho thấy cụm sao chủ yếu là các thiên hà lớn, cũ. Điều này có nghĩa là các thiên hà được hình thành khi vũ trụ vẫn còn rất trẻ, vì vậy việc tìm thấy cụm này và có thể thấy nó đang cung cấp thông tin mới không chỉ về sự tiến hóa của thiên hà ban đầu mà còn về toàn bộ lịch sử của vũ trụ.
Một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đến từ Viện Vật lý ngoài Trái đất Max Planck, Đại học Tokyo và Đại học Kyoto đã phát hiện ra cụm sao này bằng kính viễn vọng Subaru cùng với đài quan sát không gian XMM-Newton để quan sát các bước sóng khác nhau.
Sử dụng Máy ảnh và Máy quang phổ hồng ngoại đa đối tượng (MOIRCS) trên kính viễn vọng Subaru, nhóm nghiên cứu có thể nhìn vào các bước sóng gần hồng ngoại, trong đó các thiên hà phát sáng nhất.
Công cụ MOIRCS có khả năng đo khoảng cách đến các thiên hà cực kỳ mạnh mẽ. Đây là những gì làm cho khả năng quan sát đầy thách thức của chúng tôi trở nên khả thi, Masayuki Tanaka từ Đại học Tokyo cho biết. Mặc dù chúng tôi chỉ xác nhận một số thiên hà khổng lồ ở khoảng cách đó, nhưng có bằng chứng thuyết phục cho thấy cụm này là một cụm thực sự, bị ràng buộc bởi lực hấp dẫn.
Giống như bản đồ đường viền, các mũi tên trong hình trên biểu thị các thiên hà có khả năng nằm ở cùng một khoảng cách, tập trung xung quanh tâm của hình ảnh. Các đường viền biểu thị sự phát xạ tia X của cụm. Các thiên hà với các phép đo khoảng cách được xác nhận là 9,6 tỷ năm ánh sáng được khoanh tròn. Sự kết hợp giữa phát hiện tia X và tập hợp các thiên hà khổng lồ một cách dứt khoát chứng minh một cụm thực sự bị ràng buộc bởi lực hấp dẫn.
Rằng các thiên hà riêng lẻ thực sự được giữ bởi trọng lực được xác nhận bằng các quan sát ở chế độ bước sóng rất khác nhau: Vật chất giữa các thiên hà trong các cụm được nung nóng đến nhiệt độ cực cao và phát ra ánh sáng ở bước sóng ngắn hơn nhiều so với mắt người. Do đó, nhóm nghiên cứu đã sử dụng đài quan sát không gian XMM-Newton để tìm kiếm bức xạ này trong tia X.
Mặc dù có những khó khăn trong việc thu thập các photon tia X với kích thước kính viễn vọng hiệu quả nhỏ tương đương với kích thước của kính viễn vọng sân sau, chúng tôi đã phát hiện ra một dấu hiệu rõ ràng của khí nóng trong cụm sao, cho biết, Alexis Finoguenov từ Viện Vật lý ngoài Trái đất Max Planck.
Sự kết hợp của những quan sát khác nhau trong bước sóng vô hình đối với mắt người đã dẫn đến khám phá tiên phong về cụm thiên hà ở khoảng cách 9,6 tỷ năm ánh sáng - xa hơn 400 triệu năm ánh sáng so với cụm sao xa nhất trước đây.
Một phân tích dữ liệu thu thập được về các thiên hà riêng lẻ cho thấy cụm sao chứa rất nhiều thiên hà khổng lồ đã tiến hóa hình thành khoảng hai tỷ năm trước. Do các quá trình động lực cho sự lão hóa của thiên hà diễn ra chậm, sự hiện diện của các thiên hà này đòi hỏi phải tập hợp cụm thông qua việc sáp nhập các nhóm thiên hà khổng lồ, mỗi nhóm đều nuôi dưỡng thiên hà thống trị của nó. Do đó, cụm sao là một phòng thí nghiệm lý tưởng để nghiên cứu sự tiến hóa của các thiên hà, khi vũ trụ chỉ còn khoảng một phần ba tuổi hiện tại.
Vì các cụm thiên hà xa xôi cũng là những kẻ theo dõi quan trọng của cấu trúc quy mô lớn và biến động mật độ nguyên thủy trong vũ trụ, những quan sát tương tự trong tương lai sẽ dẫn đến thông tin quan trọng cho các nhà vũ trụ học. Các kết quả thu được cho đến nay chứng minh rằng các cơ sở hồng ngoại gần hiện tại có khả năng cung cấp một phân tích chi tiết về các quần thể thiên hà xa xôi và sự kết hợp với dữ liệu X-quang là một công cụ mới mạnh mẽ. Do đó, nhóm nghiên cứu đang tiếp tục tìm kiếm các cụm ở xa hơn.
Nguồn: Viện Vật lý ngoài Trái đất Max Planck
