観測可能な宇宙を深く見ること、つまり、最も初期の時代に戻ることは、非常に魅力的なことです。そうすることで、天文学者は宇宙で最も初期の銀河を見て、それらが時間とともにどのように進化したかについてさらに知ることができます。このことから、彼らはどのように大規模な構造（銀河や銀河団のような）が形成されたかだけでなく、暗黒物質が果たしている役割も見ることができます。
ごく最近、国際的な科学者チームが、アタカマ大ミリ波サブミリ波アレイ（ALMA）を使用して、14億年前の宇宙を観測しました。彼らが観察したのは、「プロトクラスター」、124億光年離れて位置する一連の14の銀河であり、これらは合流しようとしていました。これにより、既知の宇宙で最大のオブジェクトの1つである巨大な銀河団が形成されます。
「4.3の赤方偏移で銀河のクラスターの巨大なコア」と題された、彼らの発見を説明した研究は、最近ジャーナルに掲載されました 自然。 この研究は、ダルハウジー大学、ハリファックス、およびイェール大学の天文学者であるティムミラーが主導し、NASAのジェット推進研究所、ヨーロッパ南部天文台（ESO）、カナダの国立研究評議会、ハーバードスミソニアン天体物理学センターのメンバーを含み、国立電波天文台、および複数の大学や研究機関。
彼らの研究で示しているように、このプロトクラスター（SPT2349-56と指定）は、全米科学財団の南極望遠鏡によって最初に観測されました。アタカマパスファインダー実験（APEX）を使用して、チームは追跡観測を行い、それが極端に遠い銀河の源であることを確認し、その後、ALMAで観測しました。アルマ望遠鏡の優れた解像度と感度を使用して、彼らは個々の銀河を区別することができました。
彼らが発見したのは、これらの銀河が私たちの銀河の1,000倍の速度で星を形成しており、天の川のサイズの約3倍の空間領域の内部に詰め込まれていることです。 ALMAデータを使用して、チームは洗練されたコンピューターシミュレーションを作成し、この現在の銀河のコレクションが数十億年にわたってどのように成長および進化するかを示しました。
これらのシミュレーションは、これらの銀河が結合すると、結果として得られる銀河クラスターが、スペースマガジンで目にする最も巨大なクラスターのいくつかに匹敵することを示しています。スコットチャップマン、およびダルハウジー大学の天体物理学者であり、この研究の共著者として、次のように説明しています。
「大量の形成銀河団を大量の銀河団に捕らえたことは、それ自体が壮観です。しかし、これが宇宙の歴史の非常に早い段階で起こっているという事実は、宇宙で構造がどのように形成されるかについての現在の理解に手ごわい挑戦を投げかけています。」
天体物理学者の間の現在の科学的コンセンサスは、ビッグバンから数百万年後に、通常物質と暗黒物質がより大きな濃度を形成し始め、最終的に銀河団を生じさせたと述べています。これらのオブジェクトは、宇宙で最大の構造物であり、何兆もの星、何千もの銀河、莫大な量の暗黒物質と巨大なブラックホールが含まれています。
ただし、現在の理論とコンピューターモデルでは、プロトクラスター（ALMAで観測されたものなど）の進化にはさらに長い時間がかかるはずであると示唆しています。したがって、ビッグバンからわずか14億年後の日付を見つけることは、非常に驚きでした。現在イェール大学で博士号を取得しているティムミラーは、次のように述べています。
「どのようにしてこの銀河の集合体が非常に速く大きくなったのかは少し謎であり、天文学者が予想するように、それが数十億年にわたって徐々に構築されていませんでした。この発見は、銀河団とそれらの巨大な銀河がこれらの極端な環境でどのようにして一緒になったかを研究する信じられないほどの機会を提供します。」
将来に目を向けて、チャップマンと彼の同僚は、このプロトクラスターが最終的に銀河クラスターになった方法を確認するためにSPT2349-56のさらなる研究を行うことを望んでいます。 「ALMAは初めて、銀河団の進化を予測するための明確な出発点を与えてくれました」と彼は言った。 「やがて、観測した14個の銀河は星の形成を停止し、衝突して合体して1つの巨大な銀河になるでしょう。」
これや他のプロトクラスターの研究は、ALMAのような機器だけでなく、Square Kilometer Array（SKA）のような次世代の観測所のおかげで可能になります。より感度の高いアレイとより高度なコンピューターモデルを備えた天文学者は、私たちの宇宙が今日の姿になった方法について、真に正確なタイムラインを作成できる可能性があります。
