Μερικές φορές υπάρχει μια τυχαία ευθυγράμμιση - μακρινά στο σύμπαν, όπου τα αντικείμενα διαχωρίζονται από αδιανόητες αποστάσεις που μετριούνται σε δισεκατομμύρια έτη φωτός - όταν ένα σμήνος γαλαξιών στο προσκήνιο τέμνει το φως από ένα ακόμη πιο μακρινό αντικείμενο. Η σύζευξη παίζει οπτικά κόλπα, όπου το σύμπλεγμα γαλαξιών λειτουργεί σαν φακός, φαίνεται να μεγεθύνει και να λυγίζει το μακρινό φως.
Η σπάνια κοσμική ευθυγράμμιση μπορεί να φέρει το μακρινό σύμπαν. Τώρα, οι αστρονόμοι σκόνταψαν μια έκπληξη: έχουν εντοπίσει ακόμα τον πιο μακρινό κοσμικό μεγεθυντικό φακό.
Όπως φαίνεται παραπάνω, όπως φαίνεται 9,6 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, αυτός ο ελλειπτικός γαλαξίας τέρας σπάζει τον προηγούμενο κάτοχο ρεκόρ κατά 200 εκατομμύρια έτη φωτός. Κάμπτει, παραμορφώνει και μεγεθύνει τον μακρινό σπειροειδή γαλαξία, του οποίου το φως χρειάστηκε 10,7 δισεκατομμύρια χρόνια για να φτάσει στη Γη.
«Όταν κοιτάζεις πριν από περισσότερα από 9 δισεκατομμύρια χρόνια στο πρώιμο σύμπαν, δεν περιμένεις να βρεις καθόλου αυτόν τον τύπο φακού γαλαξίας-γαλαξίας», δήλωσε ο επικεφαλής ερευνητής Kim-Vy Tran από το Texas A&M University σε ένα δελτίο τύπου του Hubble.
«Φανταστείτε να κρατάτε ένα μεγεθυντικό φακό κοντά σας και μετά να το απομακρύνετε πολύ πιο μακριά. Όταν κοιτάζετε μέσα από ένα μεγεθυντικό φακό που κρατά το μήκος του βραχίονα, οι πιθανότητες να δείτε ένα διευρυμένο αντικείμενο είναι υψηλές. Αλλά αν μετακινήσετε το μεγεθυντικό φακό σε όλο το δωμάτιο, οι πιθανότητές σας να δείτε το μεγεθυντικό φακό σχεδόν τέλεια ευθυγραμμισμένο με ένα άλλο αντικείμενο πέρα από αυτό μειώνεται. "
Η ομάδα μελετούσε τον σχηματισμό αστεριών σε δεδομένα που συλλέχθηκαν από το Παρατηρητήριο W. M. Keck στη Χαβάη, όταν συνάντησαν μια ισχυρή ανίχνευση καυτού αερίου υδρογόνου που φάνηκε να προκύπτει από έναν τεράστιο, φωτεινό ελλειπτικό γαλαξία. Χτύπησε την ομάδα ως περίεργη. Το καυτό υδρογόνο είναι ένα σαφές σημάδι γέννησης των αστεριών, αλλά εντοπίστηκε σε έναν γαλαξία που φαινόταν πολύ παλιά για να σχηματίσει νέα αστέρια.
«Ήμουν πολύ έκπληκτος και ανησυχούσα», θυμάται ο Τραν. «Νόμιζα ότι κάναμε ένα μεγάλο λάθος με τις παρατηρήσεις μας.»
Έτσι ο Τραν έσκαψε μέσα από τις αρχειοθετημένες εικόνες του Χαμπλ, οι οποίες αποκάλυψαν ένα λερωμένο, μπλε αντικείμενο δίπλα στο μεγαλύτερο ελλειπτικό. Ήταν η σαφής υπογραφή ενός βαρυτικού φακού.
«Ανακαλύψαμε ότι το φως από τον γαλαξία φακού και από τον γαλαξία φόντου αναμίχθηκαν στα επίγεια δεδομένα, τα οποία μας μπερδεύουν», δήλωσε η συν-συγγραφέας Ivelina Momcheva του Πανεπιστημίου Yale. «Τα φασματοσκοπικά δεδομένα του Keck υπαινίχθηκαν ότι κάτι ενδιαφέρον συνέβαινε εδώ, αλλά μόνο με τη φασματοσκοπία υψηλής ανάλυσης του Hubble καταφέραμε να διαχωρίσουμε τον γαλαξία φακού από τον πιο μακρινό γαλαξία φόντου και να προσδιορίσουμε ότι οι δύο ήταν σε διαφορετικές αποστάσεις. Τα δεδομένα του Hubble αποκάλυψαν επίσης την ενδεικτική εμφάνιση του συστήματος, με το φακό προσκηνίου στη μέση, πλαισιωμένο από ένα φωτεινό τόξο στη μία πλευρά και ένα αχνό μουτζούρι από την άλλη - και οι δύο παραμορφωμένες εικόνες του γαλαξία φόντου. Χρειαζόμασταν το συνδυασμό απεικόνισης και φασματοσκοπίας για να λύσουμε το παζλ. "
Μετρώντας την ένταση του φωτός του γαλαξία φόντου, η ομάδα μπόρεσε να μετρήσει τη συνολική μάζα του γιγαντιαίου γαλαξία. Συνολικά, ζυγίζει 180 δισεκατομμύρια φορές περισσότερο από τον Ήλιο μας. Παρόλο που αυτό φαίνεται μεγάλο, ζυγίζει τέσσερις φορές λιγότερο από τον γαλαξία του Γαλαξία.
«Υπάρχουν εκατοντάδες γαλαξίες φακών για τους οποίους γνωρίζουμε, αλλά σχεδόν όλοι είναι σχετικά κοντά, με κοσμικούς όρους», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Kenneth Wong από το Academia Sinica Institute of Astronomy & Astrophysics. «Το να βρούμε έναν φακό τόσο μακριά όσο αυτός είναι μια πολύ ειδική ανακάλυψη γιατί μπορούμε να μάθουμε για το περιεχόμενο των γαλαξιών με τη σκοτεινή ύλη στο μακρινό παρελθόν. Συγκρίνοντας την ανάλυσή μας για αυτόν τον γαλαξία φακών με τους πιο κοντινούς φακούς, μπορούμε να αρχίσουμε να καταλαβαίνουμε πώς αυτό το περιεχόμενο σκοτεινής ύλης έχει εξελιχθεί με την πάροδο του χρόνου. "
Είναι ενδιαφέρον ότι ο γαλαξίας με φακό είναι μικρότερος από την άποψη της περιεκτικότητάς του σε σκοτεινή ύλη. Στο παρελθόν, οι αστρονόμοι υποθέτουν ότι η σκοτεινή ύλη και η κανονική ύλη συσσωρεύονται εξίσου σε έναν γαλαξία με την πάροδο του χρόνου. Αλλά αυτός ο γαλαξίας, υποδηλώνει ότι αυτό δεν ισχύει.
Τα αποτελέσματα της ομάδας εμφανίστηκαν στο τεύχος 10 Astrophysical Journal Letters και κυκλοφόρησαν στο διαδίκτυο.
