Fjerne galaksehoper viser universets barndom

Romteleskopet Hubbles bilde av galaksehopen Abell 370 som ligger mer enn 5 milliarder lysår fra jorda. (Foto: NASA/ESA/Hubble/HST Frontier Fields/CC BY 4.0)
Romteleskopet Hubbles bilde av galaksehopen Abell 370 som ligger mer enn 5 milliarder lysår fra jorda. (Foto: NASA/ESA/Hubble/HST Frontier Fields/CC BY 4.0)

En av de største strukturene i universet er galaksehoper. De kan telle hundrevis av galakser og ha en diameter på flere tusen lysår.

Vår egen galakse Melkeveien hører til en gruppe på mer enn 54 galakser som kalles for the Local Group. Denne gruppen er en del av en enorm superhop som heter Laniakea Supercluster og omfatter mer enn 100 000 galakser. (Se video under.)

Galaksehoper holdes samme av tyngdekraften til mørk materie, og er blitt dannet av mindre grupper av galakser som krasjet inn i hverandre og smeltet sammen.

De aller fjerneste galaksehopene vil kunne fortelle om hvordan de første galaksene oppstod etter the Big Bang da universet var mørkt, ugjennomsiktig og fylt av fritt hydrogen.

 Det vil også si mye om hvordan galakser generelt endrer og utvikler seg over tid.

Derfor fikk astronomene i forskningsprogrammet Frontier Fields bruke romteleskopet Hubble i 630 timer  for å observere seks galaksehoper i så høy oppløsning som mulig.

Mer enn 5 milliarder lysår unna

Galaksehopen som Frontier Fields undersøkte aller sist var Abell 370. Denne galaksehopen ligger mer enn 5 milliarder lysår unna i stjernebildet Cetus og består av flere hundre galakser.

Astronomene målte fordelingen av vanlig materie, som stjerner, planeter og alt levende på jorda består av, og mørk materie, som vi kan måle i universet men som ingen ennå vet helt nøyaktig hva er, i galaksehopen.

Det viste seg at Abell 370 består av to enorme men separate "klumper" av mørk materie. Denne oppdagelsen hinter til at galaksehopen ble dannet av to mindre galaksehoper som krasjet sammen og ble til en stor galaksehop.

Det samme skjer forresten med enkeltgalakser også. Om 4 milliarder år vil Melkeveien krasje inn i Andromedagalaksen, men uten at individuelle stjerner vil treffe hverandre.

Forstørrelsesglass mot the Big Bang

Kanskje det aller mest spennende med de enorme galaksehopene er at de kan brukes til å forstørre enda fjernere og eldre galakser og galaksehoper.

Fordi galaksehopen Abell 370 er så massiv, har den så stor tyngdekraft at den bøyer romtiden rundt seg og slik at lyset fra galaksene bak og rundt den blir bøyd og forstørret som gjennom en linse.

Dette kalles for gravitasjonslinseeffekten og oppstår rundt alle objekter i rommet med enorm masse, som for eksempel svarte hull.

På bildet av Abell 370 øverst i bloggposten synes denne gravitasjonslinseeffekten som striper og kurver av lys rundt midten av bildet.

Dermed kan massive galaksehoper som Abell 370 fungere som naturlige teleskoper og gi astronomene nærbilder av galaksene som befinner seg bak galaksehopen.

Slik kan astronomene skue så langt ut i rommet at de til og med kan få et glimt av de aller første galaksene og slik universet var bare noen hundre millioner år etter the Big Bang.

Universets struktur i stor skala

Hubble har flere ganger skuet ut mot de fjerneste og aller eldste delene av universet. Det samme har ESAs romteleskoper Planck og XMM Newton gjort.

Slike undersøkelser viser blant annet at galaksehopene er samlet i enorme tråder som strekker seg over hele universet.

Disse trådene utgjør et gigantisk nett som astronomene kaller for det kosmiske nettet. Dette kosmiske nettet er selve rammeverket i universet i stor skala.

En modell av det kosmiske nettet i enorm skala. De lyse områdene på trådene er steder der gigantiske galaksehoper har utviklet seg. (Foto: Grafikk: Springel et al., Virgo Consortium)
En modell av det kosmiske nettet i enorm skala. De lyse områdene på trådene er steder der gigantiske galaksehoper har utviklet seg. (Foto: Grafikk: Springel et al., Virgo Consortium)

Det nye romteleskopet James Webb, som har planlagt oppskyting i slutten av 2018, vil kunne se enda dypere ut i universet og lenger tilbake i tid.

Hva vil James Webb-teleskopet kunne avsløre om fjerne galakser, om universets struktur i stor skala og forholdene like etter the Big Bang?

Powered by Labrador CMS