To klasyczne społeczne faux pas. Jesteś w szczęśliwej kliki, otoczony przez wszystkich swoich przyjaciół – i jeden po drugim, wchłaniasz ich, wchłaniając ich w siebie, aż jesteś sam, groteskowa aglomeracja samotna w tym, co kiedyś było zatłoczonym środowiskiem.

Naukowcy ustalili, że tak właśnie stało się z galaktyką 9,2 miliarda lat temu. Galaktyka we względnie wczesnym Wszechświecie, nazwana 3C 297, jest tajemniczo samotna – mimo że jej otoczenie sugeruje, że powinna być częścią gromady co najmniej 100 galaktyk, z których część powinna mieć rozmiar Drogi Mlecznej.

Fakt, że 3C 297 jest sam, sugeruje, że coś innego stało się z innymi galaktykami.

„Wygląda na to, że mamy gromadę galaktyk, w której brakuje prawie wszystkich swoich galaktyk” – mówi astronom Valentina Missaglia z Uniwersytetu w Turynie we Włoszech. „Spodziewaliśmy się zobaczyć co najmniej tuzin galaktyk wielkości Drogi Mlecznej, ale widzimy tylko jedną”.

Dane na temat środowiska otaczającego 3C 297 pochodzą z Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra, które bada wysokoenergetyczne promieniowanie z potężnych źródeł w całym kosmosie. Sama galaktyka jest źródłem tego promieniowania; zawiera kwazar, aktywne jądro galaktyczne zawierające supermasywną czarną dziurę pochłaniającą materię w tak szaleńczym tempie, że świeci jednym z najjaśniejszych świateł we Wszechświecie.

Kwazary często emitują wiązki plazmy z polarnych obszarów supermasywnej czarnej dziury w swoim jądrze, wyrzucając strumienie materii w przestrzeń kosmiczną z prędkością bliską prędkości światła w próżni. Są one tworzone z materii wirującej wokół horyzontu zdarzeń czarnej dziury, która jest unoszona i przyspieszana wzdłuż linii pola magnetycznego w kierunku biegunów i wystrzeliwana w przestrzeń międzygalaktyczną.

3C 297 ma takie dżety i właśnie tam rzeczy w galaktyce stają się interesujące. Dane z Chandra i Karl G. Jansky Very Large Array wykryły kilka oznak, że dżety przemieszczają się przez ośrodek międzygalaktyczny związany z gromadą galaktyk, znany jako ośrodek wewnątrzklastrowy.

Jeden z dżetów jest wygięty w sposób sugerujący, że wchodzi w interakcję z gazem w ośrodku wewnątrz gromady. Drugi dżet stworzył źródło promieniowania rentgenowskiego 140 000 lat świetlnych od galaktyki, co sugeruje, że zderzył się z gazem, powodując jego nagrzanie i emisję promieniowania rentgenowskiego. Ponadto dane z Chandry sugerują, że w przestrzeni wokół 3C 297 znajdują się duże ilości gorącego gazu.

Wszystkie trzy cechy razem wzięte sugerują, że powinny istnieć inne galaktyki związane grawitacyjnie z 3C 297 jako oddziałująca gromada.

Rzeczywiście, wydaje się, że w tym samym skrawku nieba, co odległa galaktyka kwazarowa, znajdują się inne galaktyki. Więc Missaglia i jej współpracownicy zwrócili się do danych z optycznego i podczerwonego Obserwatorium Gemini na Hawajach, aby lepiej zrozumieć przestrzeń wokół 3C 297.

Dane te ujawniły, że 19 galaktyk znajduje się tylko blisko 3C 297 w dwóch wymiarach; ich odległości od nas znacznie różnią się od odległości 3C 297 i nie należą do tego samego obszaru przestrzeni. Ta osobliwa, samotna galaktyka kwazarowa jest rzeczywiście całkiem sama.

Te wskazówki sugerują, że 3C 297 jest wynikiem połączenia gigantycznej gromady, co czyni ją tak zwaną „grupą kopalną”; pozostałości klastra połączone w jeden obiekt.

„Uważamy, że przyciąganie grawitacyjne jednej dużej galaktyki w połączeniu z interakcjami między galaktykami było zbyt silne i połączyły się one z dużą galaktyką” – wyjaśnia astronom Juan Madrid z University of Texas. „Dla tych galaktyk najwyraźniej opór był daremny”.

Widzieliśmy inne gromady galaktyk w trakcie tych fuzji i prześledziliśmy „superautostrady” włókien gazowych, którymi podróżują na swojej drodze do koalescencji. Widzieliśmy nawet inne grupy skamielin; jednak wszystkie inne zidentyfikowane do tej pory grupy skamieniałości zostały zauważone bliżej nas, co oznacza, że ​​obserwujemy je później w historii Wszechświata.

3C 297 to najwcześniejsza skamieniała grupa zidentyfikowana przez astronomów, co oznacza, że ​​te fuzje mogą wystąpić znacznie wcześniej w okresie życia Wszechświata, niż sądzono.

Oznacza to, że być może będziemy musieli przemyśleć, w jaki sposób rozwijają się całkowite połączenia gromad galaktyk.

„Wyjaśnienie, w jaki sposób Wszechświat może stworzyć ten system zaledwie 4,6 miliarda lat po Wielkim Wybuchu, może być trudne”, mówi astronom Mischa Schirmer z Instytutu Astronomii im. Maxa Plancka w Niemczech. „To nie łamie naszych idei kosmologicznych, ale zaczyna przesuwać granice tego, jak szybko musiały powstawać zarówno galaktyki, jak i gromady galaktyk”.

Jednak biorąc pod uwagę dużą liczbę rzeczy, które odkrywamy we wczesnym Wszechświecie, o których myśleliśmy, że nie mogą tam być, być może 3C 297 nie jest takim dziwakiem.

Badania zostały opublikowane w Dziennik astrofizyczny.