Gravitációs kaleidoszkóp: tucatnyi képet alkot a kozmikus délibáb

2976

A NASA/ESA Hubble-űrtávcsővel a csillagászok egy olyan távoli galaxist figyeltek meg, aminek a fényét az erős gravitációslencse-hatás nem csak felerősítette, de nem kevesebb mint tizenkét példányban képezte le az égboltra.

A tőlünk majdnem 11 milliárd fényévre lévő galaxis képét egy, a fényútban nagyjából féltávnál található nagy tömegű galaxishalmaz gravitációs tere eltorzította, felerősítette és megsokszorozta. Ez a gravitációs lencsézés jelensége. Az ilyen égi tünemény önmagában nem ritka, ám az, hogy a lencsézett célpontot tizenkétszeresen képezi le a lencséző halmaz, az már valódi különlegesség. Ezek a képek négy ívbe rendeződnek, melyek közül három a felvétel jobb felső részében figyelhető meg, míg egy negyedik halványabb, és egy előtércsillag által elnyomott fényű ív a kép közepén látható lencséző galaxishalmaztól balra lefelé bújik meg. A képek azért rendeződnek hosszan elnyúló ívekbe, mert a lencséző galaxishalmaz tömegközéppontja és a lencsézett galaxis a Földről nézve majdnem pontosan egy vonalba esnek, így az Einstein-gyűrű hosszú szakaszai jelennek meg. Tökéletes, zárt Einstein-gyűrűt akkor láthatnánk, ha a két távoli égitest pontosan egymás mögött lenne, és ha az előtérhalmaz gravitációs tere közel szabályos, gömbszimmetrikus volna.

A Hubble-űrtávcső felvétele egy nagyon távoli, tőlünk 11 milliárd fényévre lévő fiatal galaxis gravitációsan lencsézett képeiről. A lencsézett galaxis fényét egy előtérhalmaz tömegvonzása ívekké torzítja, amelyekben a háttérgalaxis 12 képe számlálható meg. Az ívek közül három a felvétel jobb felső részében figyelhető meg, míg egy negyedik halványabb, és egy előtércsillag által elnyomott fényű ív a kép közepén látható galaxishalmaztól balra lefelé bújik meg. Forrás: Hubble.

Ez a lencsézett galaxis önmagában túlságosan távoli, kicsi és halvány lenne ahhoz, hogy akár a Hubble-űrtávcsővel is tanulmányozni tudják a kutatók. Ezért kapóra jön a gravitáció fényeltérítő hatása. Az erős gravitációs terű előtérhalmazok mintegy nagyítóüvegként foghatóak munkára. A felvételen látható lencsézett galaxis egyes régióinak fényességét 10-30-szorosára növeli a lencsehatás, a csillagászok a Hubble-űrtávcsővel pedig akár 500 fényéves felbontást is el tudnak érni benne, ami kiemelkedően jónak számít ilyen hatalmas távolságból.

A felső ív kinagyítva. Ebben a képben a háttérgalaxis képe hat példányban számlálható meg. Forrás: Hubble.

Ezek a rendkívül távoli galaxisok nagyon fontos információkkal szolgálnak a korai világegyetemről. Noha ezt a lencsézett galaxis már néhány milliárd évvel az ősrobbanás utáni korban figyelhetjük meg, a csillagászok mégis sokat tanultak belőle a világegyetem nagyon korai korszakáról, a reionizáció koráról. Ez az időszak mindössze 150 millió évvel az ősrobbanás után kezdődött, és a korábbi sötét korszak lezárását jelentette. A reionizáció előtt a világegyetem sokáig sötét volt, amit átlátszatlan, semleges, atomi hidrogén töltött ki. Ez a helyzet akkor kezdett megváltozni, amikor sorra kigyúltak az első csillagok, és ezek nagy energiájú fotonjai ionizálták, ezáltal átlátszóvá tették a hidrogéngáz nagy részét. Ám ahhoz, hogy a galaxisok közötti tér hidrogénjét ionizálhassa, a csillagok fényének először ki kell jutnia a sokkal sűrűbb csillagközi anyaggal teli galaxis belsejéből. Eddig nagyon kevés ilyen korai, nagy energiájú fotonokat sugárzó galaxist találtak a csillagászok, ám ez a most megfigyelt égitest éppen ilyen.

Forrás: Hubble

Hozzászólás

hozzászólás