Einstein újabb kincsesládáját nyitotta fel a James Webb-űrtávcső

18884

Az El Gordo néven ismert galaxishalmazról készült legfrissebb kép soha nem látott, távoli és poros objektumokat tár fel előttünk. A NASA James Webb-űrteleszkópja által infravörös hullámhosszakon készített képen számos szokatlan, torz háttérgalaxis látható, amelyek a Hubble-űrteleszkóp korábbi képein csak sejthetőek voltak.

Az El Gordo egy több száz galaxisból álló halmaz, amely már akkor létezett, amikor az univerzum 6,2 milliárd éves volt, így „kozmikus tinédzsernek” számít. Ez a legnagyobb tömegű galaxishalmaz, amely akkoriban létezett. A spanyol „El Gordo” kifejezés jelentése zsíros, kövér.

A kutatócsoport azért vette célba ezt a halmazt, mert a gravitációs lencseként ismert jelenségen keresztül természetes, kozmikus nagyítóként működik. Erőteljes gravitációja elhajlítja és eltorzítja a mögötte lévő objektumok fényét, akárcsak egy szemüveglencse.

„Az El Gordo objektívje növeli a fényerőt és nagyítja a távoli galaxisok méretét. Ez a lencsehatás egyedülálló ablakot biztosít a távoli univerzumba” – mondta Brenda Frye, az Arizonai Egyetem munkatársa. Frye a Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science (PEARLS) PEARLS-Clusters részlegének társvezetője és az El Gordo megfigyeléseit elemző négy tanulmány egyikének vezető szerzője.

Az El Gordóról készült kép egyik legszembetűnőbb vonása a jobb felső sarokban piros színnel ábrázolt fényes ív. amelyet Frye egyik tanítványa „El Anzuelo”-nak, magyarul horognak nevezett el. Ennek a galaxisnak a fénye 10,6 milliárd év alatt érte el a Földet. Jellegzetes vörös színe a galaxison belüli por által okozott vörösödés és a rendkívüli távolság miatti kozmológiai vöröseltolódás kombinációjának köszönhető.

A Webb infravörös képe az El Gordo galaxishalmazról galaxisok százait tárja szemünk elé, amelyek közül néhányat ilyen részletességgel még soha nem láttak. Az El Gordo gravitációs lencseként működik, torzítja és felerősíti a távoli háttérgalaxisok fényét. (NASA, ESA, CSA)

A lencsehatás okozta torzulások korrigálásával a kutatócsoport meg tudta állapítani, hogy a háttérgalaxis korong alakú, de csak 26 000 fényév átmérőjű, azaz a Tejútrendszer méretének kb. egynegyede. A galaxis csillagkeletkezési történetét is tudták tanulmányozni, és arra az eredményre jutottak, hogy a csillagkeletkezés a galaxis központjában már gyorsan hanyatlik.

„Óvatosan boncolgattuk a porburkot, amely a galaxis központját borítja, ahol a csillagok aktívan keletkeznek” – mondta Patrick Kamieneski, az Arizonai Állami Egyetem munkatársa, aki egy másik tanulmány vezető szerzője. „A Webb segítségével könnyedén átnézhetünk ezen a vastag porfüggönyön, így első kézből láthatjuk galaxisok belülről kifelé történő összeállását.”

A Webb által készített felvétel másik szembetűnő jellemzője egy hosszú, ceruzavékony vonal a kép közepétől balra. A „La Flaca” (Vékony) becenév egy másik lencsés háttérgalaxist takar, amelynek fénye szintén közel 11 milliárd évbe telt, míg elérte a Földet.

La Flacától nem messze egy másik lencsézett galaxis is található. Amikor a kutatók alaposan megvizsgálták ezt a galaxist, három képet találtak egyetlen vörös óriáscsillagról, amelyet Quyllurnak neveztek el, ami kecsua nyelven csillagot jelent.

Korábban a Hubble több lencsézett csillagot is talált (pl. az Earendelt), de ezek mind kék szuperóriások voltak. A Quyllur az első egyedi vörös óriáscsillag, amelyről 1 milliárd fényévnél is távolabbról megfigyeléseket végeztek. Az ilyen nagy vöröseltolódású csillagok csak a Webb infravörös szűrőivel és érzékenységével észlelhetők.

„Szinte lehetetlen lencsézett vörös óriáscsillagokat látni, hacsak nem az infravörös hullámhossztartományban végzünk megfigyeléseket. Ez az első, amit a Webb műszereivel találtunk, de arra számítunk, hogy még több lesz” – mondta Jose Diego, a spanyolországi Instituto de Física de Cantabria munkatársa, az El Gordo megfigyeléséről szóló harmadik tanulmány vezető szerzője.

Utazás az El Gordo galaxishalmazban. (NASA, ESA, CSA)

A Webb felvételén egyéb objektumokat is találhatunk, amelyek bár kevésbé feltűnőek, tudományos szempontból legalább ugyanilyen érdekesek. Például Frye és csapata (amelyben kilenc középiskolás és egyetemista diák vett részt) azonosított öt többszörös lencsézett galaxist, amelyekről úgy tűnik, hogy egy kb. 12,1 milliárd évvel ezelőtt kialakult bébi-galaxishalmaz tagjai. További tucatnyi galaxisjelölt is lehet, amely szintén része lehet ennek a távoli halmaznak.

„Bár további adatokra van szükség annak igazolására, hogy ennek a halmaznak 17 tagja van, az adatok arra utalnak, hogy szemtanúi lehetünk egy alig több mint egymilliárd évvel az ősrobbanás után kialakult új galaxishalmaznak.” – mondta Frye.

Az utolsó tanulmány az ultradiffúz galaxisokként ismert nagyon halvány, foltos galaxisokat vizsgálja. Amint a nevük is sugallja, ezeknek az El Gordo-halmazban szétszórtan elhelyezkedő objektumoknak a csillagai messzire oszlanak szét az űrben. A csapat azonosított a valaha megfigyelt legtávolabbi ultradiffúz galaxisok közül néhányat, amelyek fénye 7,2 milliárd évet utazott, hogy elérjen bennünket.

„Megvizsgáltuk, hogy ezeknek a galaxisoknak a tulajdonságai eltérnek-e a hozzánk sokkal közelebbi ultradiffúz galaxisokétól, és valóban látunk néhány különbséget. Kékebbek, fiatalabbak, kiterjedtebbek és egyenletesebben oszlanak el a halmazban. Ez arra utal, hogy a halmazkörnyezet jelentős hatással volt ezekre a galaxisokra az elmúlt 6 milliárd évben” – magyarázta Timothy Carleton, az Arizonai Állami Egyetem munkatársa, a negyedik tanulmány vezető szerzője.

„A gravitációs lencsehatást Albert Einstein jósolta meg több mint 100 évvel ezelőtt. Az El Gordo-halmazban a gravitációs lencsék erőteljes hatásait látjuk működés közben” – zárta gondolatait Rogier Windhorst, az Arizonai Állami Egyetem munkatársa, a PEARLS program vezető kutatója. „Az El Gordo PEARLS-képei rendkívül gyönyörűek. Megmutatták nekünk, hogyan képes a Webb felnyitni Einstein kincsesládáját.”

Forrás: James Webb Space Telescope

Hozzászólás

hozzászólás