Gravitációs lencsével felbontott távoli törpegalaxis

A nemzetközi kutatócsoport által azonosított galaxis érdekessége egyrészt az, hogy körülbelül a jelenleg ismert Világegyetem határához vezető út felénél helyezkedik el, másrészt pedig az, hogy az ebben a távolságban található ismert galaxisok közül az eddigi legkisebb méretű és tömegű. Csak fele akkora, mint a tipikus távoli törpegalaxisok, tömege ezekének mindössze egy tizede, a Tejútrendszerrel összehasonlítva ez az arány pedig csak egy század.

A csoport vezetője, Phil Marshall (UC, Santa Barbara) szerint bár a galaxis több mint 6 milliárd fényévre van tőlünk, a rekonstruált képe legalább olyan éles és részletgazdag, mint a közeli galaxishalmazok – például a Virgo halmaz – tagjairól a legnagyobb földi teleszkópokkal készített felvételek. Ezek az objektumok azonban legalább 100-szor közelebb vannak, mint a most felfedezett törpegalaxis.

A gravitációs lencse effektusa révén felfedezett törpegalaxis gyűrű alakú képe, melyet a Hubble Űrteleszkóp adatai (kék és zöld), illetve a Keck-adatok (vörös) alapján hoztak létre. A gyűrű belsejében látható fényes folt a lencséző galaxis.
[NASA, ESA, P. Marshall és T. Treu (University of California, Santa Barbara)]

A galaxis detektálását és részletes képének rekonstruálását a gravitációs lencsehatás tette lehetővé. Az új objektum ugyanis egy közelebbi nagy tömegű galaxis mögött helyezkedik el, melynek gravitációs hatása a távoli galaxis fényét elgörbíti, ami által úgy viselkedik, mint egy lencse: a háttérgalaxisról nagyított, s fényesebb, általában ív, de esetenként gyűrű alakú képet hoz létre. Ez utóbbi esetben a lencséző galaxis körüli képet Einstein-gyűrűnek nevezzük. Ennek előfordulása ritka, ugyanis létrejöttéhez az kell, hogy a leképezett galaxis pontosan a lencséző galaxis mögött legyen. Jelen esetben a leképezett távoli galaxis képének nagyítása és intenzitásnövekedése is körülbelül tízszeres.

A nagy inzertben a törpegalaxis gyűrű alakú képe látható a lencséző galaxis képének eltávolítása után. A kis inzert az ez alapján rekonstruált "valódi" képet mutatja.
[NASA, ESA, and P. Marshall and T. Treu (University of California, Santa Barbara)]

A távoli galaxis tömegének becslését, illetve az a következtetést, hogy csillagainak többsége éppen csak megszületett, a Hubble Űrteleszkóp optikai és közeli infravörös, illetve a Keck teleszkópok hosszabb hullámhosszon készült képeinek kombinálása tette lehetővé. A kutatócsoport szerint amennyiben a törpe egy külön galaxistípus képviselője, akkor egyike lehet a mai spirálgalaxisok építőköveinek; másik lehetőség, hogy a mai törpegalaxisok előfutára, ugyanis nagyon hasonlít a Virgo-halmaz ilyen tagjaihoz, csak azoknál sokkal messzebb van.

A részletgazdag kép előállításához szükség volt még a Keck teleszkópok lézeres adaptív optikai rendszerére is. Az adaptív optikák a látómező egy kellően fényes csillagának képét használják a légkör okozta zavarok valós idejű monitorozására, illetve az emiatt fellépő leképezési hibák szintén valós idejű korrigálására. A technika alkalmazhatósága azon múlik, hogy a látómezőben található-e megfelelő kontrollcsillag. A lézeres adaptív optikák ezt a problémát úgy kerülik meg, hogy egy nagyintenzitású lézer segítségével egy műcsillagot állítanak elő, így ez a technika az égbolt egész területén használható. A Keck teleszkópoknál alkalmazott eljárás lényege, hogy az 589,2 nm hullámhosszúságú, nagyon kis széttartású lézernyaláb a körülbelül 90 km magasságban található mezoszféra egy vékony rétegének nátriumatomjait gerjeszti, melyek a gerjesztéskor szerzett energiát gyorsan ki is sugározzák, így az adott magasságban egy mesterséges, gyakorlatilag pontszerű fényforrás keletkezik. Ez a forrás használható aztán a képminőség folyamatos ellenőrzésére.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal 2007. december 20-i számában fog megjelenni.

Forrás: W.M. Keck Observatory PR, 2007.10.04., STScI-2007-38 News Release