Όταν πρόκειται για τη μελέτη μερικών από τους πιο απόμακρους και παλαιότερους γαλαξίες στο Σύμπαν, παρουσιάζονται πολλές προκλήσεις. Εκτός από τα δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, αυτοί οι γαλαξίες είναι συχνά πολύ αμυδρά για να δουν καθαρά. Ευτυχώς, οι αστρονόμοι έχουν βασιστεί σε μια τεχνική γνωστή ως Gravitational Lensing, όπου η βαρυτική δύναμη ενός μεγάλου αντικειμένου (όπως ένα γαλαξιακό σύμπλεγμα) χρησιμοποιείται για να ενισχύσει το φως αυτών των αμυδρών γαλαξιών.
Χρησιμοποιώντας αυτήν την τεχνική, μια διεθνής ομάδα αστρονόμων ανακάλυψε πρόσφατα έναν μακρινό και ήσυχο γαλαξία που διαφορετικά θα είχε περάσει απαρατήρητος. Με επικεφαλής ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Χαβάης στο Manoa, η ομάδα χρησιμοποίησε το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble για τη διεξαγωγή της πιο ακραίας περίπτωσης βαρυτικού φακού μέχρι σήμερα, η οποία τους επέτρεψε να παρατηρήσουν τον εξασθενημένο γαλαξία γνωστό ως eMACSJ1341-QG-1.
Η μελέτη που περιγράφει τα ευρήματά τους εμφανίστηκε πρόσφατα Η Αστροφυσική Εφημερίδα Γράμματακάτω από τον τίτλο "Thirty-fold: Extreme Gravitational Lensing of a Quiescent Galaxy at ζ = 1,6 ″. Με επικεφαλής τον Harald Ebeling, αστρονόμο από το Πανεπιστήμιο της Χαβάης στο Manoa, η ομάδα περιελάμβανε μέλη από το Ινστιτούτο Niels Bohr, το Κέντρο Nationale de Recherche Scientifique (CNRS), το Επιστημονικό Ινστιτούτο Διαστημικού Τηλεσκοπίου και το Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο (ESO).
Για χάρη της μελέτης τους, η ομάδα βασίστηκε στο τεράστιο σύμπλεγμα γαλαξιών που είναι γνωστό ως eMACSJ1341.9-2441 για να μεγεθύνετε το φως που προέρχεται από το eMACSJ1341-QG-1, έναν μακρινό και αμυδρά γαλαξία. Σε αστρονομικούς όρους, αυτός ο γαλαξίας είναι ένα παράδειγμα ενός «γαλήνιου γαλαξία», που είναι βασικά παλαιότεροι γαλαξίες που έχουν εξαντλήσει σε μεγάλο βαθμό την προμήθεια σκόνης και αερίου και επομένως δεν σχηματίζουν νέα αστέρια.
Η ομάδα ξεκίνησε με τη λήψη εικόνων του εξασθενημένου γαλαξία με το Χαμπλ και στη συνέχεια διεξαγωγή παρακολούθησης φασματοσκοπικές παρατηρήσεις χρησιμοποιώντας το φασματογράφο ESO / X-Shooter - το οποίο αποτελεί μέρος του πολύ μεγάλου τηλεσκοπίου (VLT) στο Παρατηρητήριο Paranal της Χιλής. Με βάση τις εκτιμήσεις τους, η ομάδα καθόρισε ότι ήταν σε θέση να ενισχύσουν τον γαλαξία φόντου με έναν συντελεστή 30 για την κύρια εικόνα και έναν παράγοντα έξι για τις δύο υπόλοιπες εικόνες.
Αυτό καθιστά το eMACSJ1341-QG-1 τον πιο έντονα ενισχυμένο γαλαξία που έχει ανακαλυφθεί μέχρι σήμερα και με ένα αρκετά μεγάλο περιθώριο! Όπως ο Johan Richard - ένας βοηθός αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο της Λυών που πραγματοποίησε τους υπολογισμούς φακών και συν-συγγραφέας της μελέτης - ανέφερε σε μια ανακοίνωση του Πανεπιστημίου της Χαβάης:
«Η πολύ μεγάλη μεγέθυνση αυτής της εικόνας μας παρέχει μια σπάνια ευκαιρία να διερευνήσουμε τους αστρικούς πληθυσμούς αυτού του απομακρυσμένου αντικειμένου και, τελικά, να ανακατασκευάσουμε το παραμορφωμένο σχήμα και τις ιδιότητές του».
Αν και έχουν πραγματοποιηθεί άλλες ακραίες μεγεθύνσεις στο παρελθόν, αυτή η ανακάλυψη έχει δημιουργήσει ένα νέο ρεκόρ για τη μεγέθυνση ενός σπάνιου γαλαξία με φόντο ηρεμίας. Αυτοί οι παλαιότεροι γαλαξίες δεν είναι μόνο πολύ δύσκολο να εντοπιστούν λόγω της χαμηλότερης φωτεινότητάς τους. Η μελέτη τους μπορεί να αποκαλύψει μερικά πολύ ενδιαφέροντα πράγματα για το σχηματισμό και την εξέλιξη των γαλαξιών στο Σύμπαν μας.
Οπως και Ο Ebeling, αστρονόμος στο Ινστιτούτο Αστρονομίας του UH και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, εξήγησε:
«Ειδικευόμαστε στην εύρεση εξαιρετικά μαζικών συστάδων που λειτουργούν ως φυσικά τηλεσκόπια και έχουν ήδη ανακαλύψει πολλές συναρπαστικές περιπτώσεις βαρυτικού φακού. Αυτή η ανακάλυψη ξεχωρίζει, ωστόσο, ως η τεράστια μεγέθυνση που παρέχει eMACSJ1341 μας επιτρέπει να μελετήσουμε λεπτομερώς έναν πολύ σπάνιο τύπο γαλαξία. "
Οι ήρεμοι γαλαξίες είναι συνηθισμένοι στο τοπικό Σύμπαν, που αντιπροσωπεύουν το τελικό σημείο της γαλαξιακής εξέλιξης. Ως εκ τούτου, αυτό το πρωτοποριακό εύρημα θα μπορούσε να προσφέρει μερικές μοναδικές ευκαιρίες για τη μελέτη αυτών των παλαιότερων γαλαξιών και για τον καθορισμό του γιατί ο σχηματισμός των αστεριών έληξε σε αυτούς. Οπως και Ο Mikkel Stockmann, μέλος της ομάδας από το Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης και ειδικός στην εξέλιξη του γαλαξία, εξήγησε:
«[Ε] βλέπουμε πιο απομακρυσμένους γαλαξίες, κοιτάζουμε και πίσω στο παρελθόν, οπότε βλέπουμε αντικείμενα που είναι νεότερα και δεν θα έπρεπε να έχουν εξαντλήσει ακόμη την παροχή αερίου τους. Η κατανόηση του γιατί αυτός ο γαλαξίας έχει ήδη σταματήσει να σχηματίζει αστέρια μπορεί να μας δώσει κρίσιμες ενδείξεις για τις διαδικασίες που διέπουν τον τρόπο με τον οποίο εξελίσσονται οι γαλαξίες. "
Σε παρόμοια φλέβα, πρόσφατος Έχουν διεξαχθεί μελέτες που υποδηλώνουν ότι η παρουσία μιας Υπερθερμικής Μαύρης Τρύπας (SMBH) θα μπορούσε να είναι αυτό που είναι υπεύθυνο για τους γαλαξίες να γίνουν ήσυχοι. Καθώς τα ισχυρά αεριωθούμενα αεροπλάνα δημιουργούν αυτές οι μαύρες τρύπες αρχίζουν να στραγγίζουν τον πυρήνα των γαλαξιών της σκόνης και του αερίου τους, τα πιθανά αστέρια βρίσκουν λιμοκτονούν από το υλικό που θα χρειαζόταν να υποστούν βαρυτική κατάρρευση.
Εν τω μεταξύ, διεξάγονται παρατηρήσεις παρακολούθησης του eMACSJ1341-QG1 χρησιμοποιώντας τηλεσκόπια στο Παρατηρητήριο Paranal της Χιλής και στα Παρατηρητήρια Maunakea στη Χαβάη. Αυτό που αποκαλύπτουν αυτές οι παρατηρήσεις είναι βέβαιο ότι θα μας πει πολλά για το τι θα γίνει από τον Γαλαξία μας Γαλαξίας κάποια μέρα, όταν το τελευταίο από τη σκόνη και το αέριο εξαντληθεί και όλα τα αστέρια του γίνονται γίγαντες και κόκκινοι νάνοι μακράς διάρκειας.
