«Πρωτογαλαξία» ανακάλυψε το Hubble. NASA’s Hubble Finds Extremely Distant Galaxy through Cosmic Magnifying Glass

Στην φωτογραφία εικονίζεται το σμήνος Abell 2744 που χρησιμοποιήθηκε ως βαρυτικός φακός και στα κουτάκια σημειώνεται ο πανάρχαιος γαλαξίας. The mammoth galaxy cluster Abell 2744 is so massive that its powerful gravity bends the light from galaxies far behind it, making these otherwise unseen background objects appear larger and brighter than they would normally. Image Credit: NASA, J. Lotz, (STScI)

Μια ακόμη εντυπωσιακή ανακάλυψη έκανε το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Εντόπισε ένα από τους πρώτους γαλαξίες που δημιουργήθηκαν στο Σύμπαν.

Πανάρχαιος

Δημιουργήθηκε όταν το Σύμπαν ήταν ακόμη σε βρεφική ηλικία. This image, taken with the NASA/ESA Hubble Space Telescope, shows one of three images of the same very distant galaxy whose light has taken 13 billion years to reach us. The galaxy has been magnified and multiply imaged by the lensing effect of the galaxy cluster Abell 2744. By measuring the angular separations between the three magnified images of the galaxy a team of astronomers were able to further constrain their measurement of the galaxy’s distance from Earth. Much like using your camera to focus on an object, and then reading its distance from you on the lens focus ring. This makes this possibly the most reliable distance measurement yet of an object that existed in the Universe’s formative years. Credit: NASA, ESA. Acknowledgement: A. Zitrin (California Institute of Technology, USA)

Διεθνής ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Αντι Ζίτριν του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνια (Caltech) εντόπισαν τον γαλαξία χρησιμοποιώντας τη μέθοδο του βαρυτικού φακού. Πρόκειται για ένα μικρό γαλαξία με διάμετρο μόλις 850 ετών φωτός και ιδιαίτερα αμυδρή φωτεινότητα. Ο δικός μας γαλαξίας υπολογίζεται ότι έχει έκταση 100 χιλιάδων ετών φωτός. Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις των ερευνητών ο γαλαξίας αυτός δημιουργήθηκε πριν από περίπου 13,3 δισ. έτη δηλαδή μόλις 500 εκ. έτη μετά τη γέννηση του Σύμπαντος.

Μέχρι σήμερα έχουν εντοπιστεί περίπου δέκα γαλαξίες ανάλογης ηλικίας και όπως είναι ευνόητο αυτή η νέα ανακάλυψη θα προσφέρει καινούργια δεδομένα για την ύπαρξη και εξέλιξη των γαλαξιών αλλά και του Σύμπαντος. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Astrophysical Journal Letters».

Η τεχνική

Simulated gravitational lensing (black hole going past a background galaxy).

Η μέθοδος του βαρυτικού φακού (ή μικροφακού) που αναπτύχθηκε πρόσφατα και έχει συμβάλει πολύ στη διαστημική εξερεύνηση τα τελευταία χρόνια. Η τεχνική βασίζεται σε ένα φαινόμενο που προβλέπεται από τη Γενική θεωρία της Σχετικότητας, και βρίσκει εφαρμογή κυρίως στην αναζήτηση πλανητών. Οι ερευνητές επικεντρώνουν την προσοχή τους όταν ένα άστρο περνάει μπροστά από ένα άλλο, πιο μακρινό άστρο.

Κατά το πέρασμα αυτό το βαρυτικό πεδίο του πιο κοντινού άστρου – το οποίο σύμφωνα με τη Γενική Σχετικότητα κάμπτει τον περιβάλλοντα χωροχρόνο – διαθλά το φως του πιο μακρινού άστρου λειτουργώντας σαν μεγεθυντικός φακός μέσα από τον οποίο το άστρο και οι πλανήτες που κινούνται γύρω από αυτό γίνονται ορατά από τη Γη.

Το αποτέλεσμα είναι να αυξάνει το μέγεθος και η φωτεινότητα ενός κοσμικού σώματος ως και 20 φορές. Η ίδια μέθοδος χρησιμοποιείται και για τον εντοπισμό πολύ μακρινών γαλαξιών. Χρησιμοποιούνται ως βαρυτικοί φακοί πολύ μεγάλοι γαλαξίες οι οποίοι στρεβλώνουν και μεγεθύνουν το φως των γαλαξιών που βρίσκονται σε πιο μακρινές αποστάσεις

Ο... φακός

This image of Abell 2744 is the first to come from Hubble's Frontier Fields observing programme, which is using the magnifying power of enormous galaxy clusters to peer deep into the distant Universe. Abell 2744, nicknamed Pandora's Cluster, is thought to have a very violent history, having formed from a cosmic pile-up of multiple galaxy clusters. Abell 2744 is the first of six targets for an observing programme known as Frontier Fields. This three-year, 840-orbit programme will yield our deepest views of the Universe to date, using the power of Hubble to explore more distant regions of space than could otherwise be seen, by observing gravitational lensing effects around six different galaxy clusters. Credit: NASA, ESA, and J. Lotz, M. Mountain, A. Koekemoer, and the HFF Team (STScI

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν για την ανακάλυψη του αρχαίου γαλαξία ως μεγεθυντικό φακό ένα μακρινό γαλαξιακό σμήνος, το Abell 2744. Το σμήνος αυτό βρίσκεται σε απόσταση περίπου 3,5 δισ. έτη φωτός από εμάς και είναι ευρύτερα γνωστό  ως «Σμήνος της Πανδώρας». Πρόκειται στην πραγματικότητα για τέσσερα γειτονικά σμήνη γαλαξιών με συνολική έκταση άνω των δύο εκατομμυρίων ετών φωτός.