वैज्ञानिकों ने अटाकामा लार्ज मिलीमीटर/सबमिलीमीटर एरे (ALMA) का उपयोग करते हुए, 4.3 के रेडशिफ्ट पर SPT2349-56 नामक एक प्रोटोक्लस्टर में गर्म इंट्राक्लस्टर गैस का प्रत्यक्ष अवलोकन किया है, यह वह अवधि थी जब ब्रह्मांड 1.5 बिलियन वर्ष से भी कम पुराना था। नेचर में प्रकाशित यह खोज, आकाशगंगा समूहों के निर्माण और इंट्राक्लस्टर माध्यम (ICM) के तापन के बारे में मौजूदा सैद्धांतिक मॉडलों को चुनौती देती है।

यह अवलोकन थर्मल सुन्याएव-ज़ेल्डोविच (SZ) प्रभाव का पता लगाने के माध्यम से संभव हुआ, एक ऐसी घटना जहाँ ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि (CMB) से फोटॉन ICM में गर्म इलेक्ट्रॉनों से गुजरते समय ऊर्जा प्राप्त करते हैं। यह प्रभाव आकाशगंगा समूहों में व्याप्त गर्म गैस की जांच करने का एक सीधा तरीका प्रदान करता है। SPT2349-56, जो प्रारंभिक ब्रह्मांड में स्थित है, आणविक गैस का एक महत्वपूर्ण भंडार और लगभग 100 किलोपारसेक के अपेक्षाकृत छोटे क्षेत्र के भीतर तीन सक्रिय गांगेय नाभिक (AGN) रखता है।

SPT2349-56 के कोर में मापी गई थर्मल ऊर्जा लगभग 10^61 एर्ग है, जो गुरुत्वाकर्षण से अकेले उत्पन्न होने की अपेक्षा से लगभग दस गुना अधिक है। इससे पता चलता है कि क्लस्टर के संयोजन में बहुत पहले महत्वपूर्ण तापन तंत्र काम कर रहे थे। शोध पत्र के अनुसार, यह खोज वर्तमान सैद्धांतिक अपेक्षाओं का खंडन करती है जो पहले के समय में ICM के द्रव्यमान और तापमान में गिरावट की भविष्यवाणी करती हैं, क्योंकि गैस अभी भी एकत्रित होने और गर्म होने की प्रक्रिया में है।

आकाशगंगा समूह ब्रह्मांड में सबसे बड़ी ज्ञात गुरुत्वाकर्षण से बंधी संरचनाएं हैं। इनमें सैकड़ों या हजारों आकाशगंगाएँ होती हैं जो गर्म गैस के एक विसरित प्लाज्मा, ICM में अंतर्निहित होती हैं। इस ICM में क्लस्टर में अधिकांश बैरोनिक पदार्थ (प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से बना साधारण पदार्थ) होता है और इसे लाखों डिग्री केल्विन के तापमान तक गर्म किया जाता है। ICM कैसे बनता है और विकसित होता है, इसे समझना ब्रह्मांड के समग्र विकास को समझने के लिए महत्वपूर्ण है।

आकाशगंगा समूहों के निर्माण को मॉडल करने के लिए लंबे समय से ब्रह्माण्ड संबंधी सिमुलेशन का उपयोग किया जाता रहा है। ये सिमुलेशन भविष्यवाणी करते हैं कि ICM पहले के समय में कम विशाल और ठंडा होना चाहिए, क्योंकि गैस अभी भी क्लस्टर पर जमा हो रही है और गुरुत्वाकर्षण प्रक्रियाओं और AGN से प्रतिक्रिया द्वारा गर्म हो रही है। हालाँकि, SPT2349-56 के नए अवलोकन से पता चलता है कि पहले की तुलना में बहुत पहले पर्याप्त तापन हो सकता है, संभावित रूप से प्रोटोक्लस्टर के भीतर AGN की तीव्र गतिविधि के कारण।

इस खोज के निहितार्थ आकाशगंगा समूह निर्माण की हमारी समझ के लिए महत्वपूर्ण हैं। इससे पता चलता है कि ICM को गर्म करने वाली प्रक्रियाएँ, जैसे कि AGN प्रतिक्रिया, प्रारंभिक ब्रह्मांड में पहले की तुलना में अधिक कुशल या अधिक प्रचलित हो सकती हैं। इन निष्कर्षों की पुष्टि करने और ICM के शुरुआती तापन को चलाने वाले तंत्रों को बेहतर ढंग से समझने के लिए उच्च रेडशिफ्ट पर समान प्रोटोक्लस्टरों के और अधिक अवलोकन की आवश्यकता है। इन अवलोकनों में SPT2349-56 के भीतर गैस और आकाशगंगाओं के गुणों का अधिक विस्तार से अध्ययन करने के लिए अन्य दूरबीनों और उपकरणों का उपयोग करना शामिल हो सकता है।