O sombreado azul mostra a extensão calculada do protocluster, e a cor mais azulada indica maior densidade de galáxias no protocluster. Os objetos vermelhos em figuras ampliadas são as 12 galáxias encontradas nele. Esta figura mostra um campo de visão quadrado de 24 minutos de arco ao longo de cada lado (correspondendo a 198 milhões de anos-luz ao longo de cada lado a uma distância de 13,0 bilhões de anos-luz). Cada figura ampliada tem 16 segundos de arco ao longo de cada lado (correspondendo a 2,2 milhões de anos-luz). Crédito:NAOJ / Harikane et al.
Usando o Subaru, Telescópios Keck e Gemini, uma equipe internacional de astrônomos descobriu uma coleção de 12 galáxias que existiam cerca de 13 bilhões de anos atrás. Este é o primeiro protocluster já encontrado. Uma das 12 galáxias é um objeto gigante, conhecido como Himiko, que foi descoberto há uma década pelo telescópio Subaru e recebeu o nome de uma rainha mitológica do Japão antigo. Esta descoberta sugere que grandes estruturas, como protoclusters já existiam quando o universo tinha apenas cerca de 800 milhões de anos, 6 por cento de sua idade atual.
No universo atual, aglomerados de galáxias podem conter centenas de membros, mas como esses aglomerados se formam é uma grande questão na astronomia. Para entender a formação de clusters, astrônomos procuram possíveis progenitores no universo antigo. Um protocluster é um sistema denso de dezenas de galáxias no início do universo, crescendo em um cluster.
Yuichi Harikane, um colega JSPS do Observatório Astronômico Nacional do Japão, que liderou a equipe de astrônomos, explica:"Um protocluster é um sistema raro e especial com uma densidade extremamente alta, e não é fácil de encontrar. Para superar esse problema, usamos o amplo campo de visão do telescópio Subaru para mapear uma grande área do céu e procurar protoclusters. "
No mapa do universo feito pelo telescópio Subaru, a equipe descobriu um candidato a protocluster, z66OD, onde as galáxias são 15 vezes mais concentradas do que o normal para aquela época. A equipe então conduziu observações espectroscópicas de acompanhamento usando o W.M. Observatório Keck e telescópio Gemini North, e confirmou 12 galáxias que existiam 13,0 bilhões de anos atrás, tornando-o o primeiro protocluster conhecido até hoje.
Interessantemente, uma das 12 galáxias em z66OD era um objeto gigante com um enorme corpo de gás, conhecido como Himiko, que foi encontrado anteriormente pelo telescópio Subaru em 2009. "É razoável encontrar um protocluster perto de um objeto massivo, como Himiko. Contudo, estamos surpresos ao ver que Himiko não estava localizado no centro do protocluster, mas no limite 500 milhões de anos-luz de distância do centro ", disse Masami Ouchi, membro da equipe do Observatório Astronômico Nacional do Japão e da Universidade de Tóquio, que descobriu Himiko em 2009. Ironicamente, a mitológica rainha Himiko também teria vivido enclausurada, longe de seu povo. Ouchi continua, "Ainda não se entendeu por que Himiko não está localizado no centro. Esses resultados serão a chave para entender a relação entre aglomerados e galáxias massivas."
Esta pesquisa será publicada em 30 de setembro, 2019 em Astrophysical Journal , intitulado "SILVERRUSH. VIII. Identificações espectroscópicas de estruturas iniciais de grande escala com protoclusters acima de 200 Mpc em z ~ 6-7:associações fortes de galáxias formadoras de estrelas empoeiradas."
