Международные астрономы выявили в ранней Вселенной аномальный объект, противоречащий современным теоретическим представлениям. Это галактическое скопление SPT2349-56, которое сформировалось примерно через 1,4 миллиарда лет после Большого взрыва. Температура газа в межгалактическом пространстве этого скопления оказалась чрезвычайно высокой — в пять раз выше ожидаемых значений и превышающей температуру многих современных скоплений, что вызывает вопросы о действующих теориях эволюции Вселенной.
Обнаруженное в 2010 году антарктическим телескопом SPT скопление галактик вызвало интерес ученых благодаря своей уникальности. Дальнейшие исследования, проведенные в 2018 году, показали, что это формирование состоит из более чем тридцати галактик, находящихся в фазе интенсивного звездообразования и сближающихся друг с другом. Для изучения его характеристик группа исследователей во главе с аспирантом Дачжи Чжоу из Университета Британской Колумбии применила возможности радиотелескопа ALMA. В ходе работы ученые обратили внимание на отклонения в реликтовом излучении – эффект Сюняева-Зельдовича, который появляется в результате взаимодействия горячего газа с фотонами, оставшимися от раннего излучения Вселенной.
Итоговый показатель оказался лучше, чем можно было предположить. Сила сигнала была настолько велика, что поначалу вызывала удивление, однако многомесячные исследования подтвердили это открытие. Согласно результатам анализа, температура электронов в межгалактическом газе скопления превышает 10 миллионов кельвинов. Действующие модели предполагают, что повышение температуры газа в скоплениях под действием гравитации – это длительный процесс, требующий миллиарды лет, и не способна объяснить такую высокую температуру в столь ранний период.
Ученые предполагают, что значительный нагрев газа может быть вызван мощными выбросами вещества, исходящими как минимум от трех сверхмассивных черных дыр, недавно выявленных в этом скоплении галактик. Это указывает на то, что активные черные дыры начали оказывать существенное воздействие на формирование и развитие галактических скоплений гораздо раньше и в большей степени, чем предполагалось ранее. Открытие, в журнале Nature, указывает на необходимость пересмотра теоретических моделей, которые должны учитывать комплексное взаимодействие звездообразования, активности черных дыр и динамики межгалактической среды даже в юной Вселенной.