Joskus tapahtuu mahdollisuus kohdistus - kaukana maailmankaikkeudessa, jossa esineet erotetaan käsittämättömillä etäisyyksillä mitattuna miljardeina valovuosina - kun etualalla oleva galaksiklusteri leikkaa valoa vielä kauempana olevan esineen kohdalta. Yhtye toistaa visuaalisia temppuja, joissa galaksiklusteri toimii kuin linssi, näyttää suurentavan ja taivuttavan kaukaista valoa.
Harvinainen kosminen kohdistus voi tuoda etäisyyden universumin näkyviin. Nyt tähtitieteilijät ovat törmänneet yllätykseen: he ovat havainneet vielä kaukaisimman kosmisen suurennuslasin.
Ylhäältä katsottuna, kun se näytti 9,6 miljardia vuotta sitten, tämä hirviö elliptinen galaksi hajottaa edellisen ennätyksen haltijan 200 miljoonalla valovuonna. Se taivuttaa, vääristää ja suurentaa kaukaista spiraaligalaksia, jonka valolla on kulunut 10,7 miljardia vuotta päästäkseen Maahan.
"Kun katsot yli 9 miljardia vuotta sitten varhaiseen maailmankaikkeuteen, sinun ei odoteta löytävän ollenkaan tällaista galaksi-galaksi-linssiä", kertoi johtava tutkija Kim-Vy Tran Texas A&M -yliopistosta Hubblen lehdistötiedotteessa.
”Kuvittele pitäväsi suurennuslasi lähelläsi ja siirtämällä sitä sitten paljon kauemmaksi. Kun katsot suurennuslasin läpi käsivarren pituudessa, todennäköisyys nähdä suurennettu esine on suuri. Mutta jos siirrät suurennuslasia huoneen poikki, mahdollisuutesi nähdä suurennuslasi lähes täydellisesti yhdensuuntaisena toisen objektin kanssa sen ulkopuolella pienenevät. "
Ryhmä tutkii tähtiä muodostumista Havaijin W. M. Keckin observatorion keräämissä tiedoissa, kun he havaitsivat kuuman vetykaasun voimakkaan havaitsemisen, joka näytti syntyvän massiivisesta, kirkkaasta elliptisestä galaksista. Se iski joukkueelle outoa. Kuuma vety on selkeä merkki tähtien syntymästä, mutta se havaittiin galaksissa, joka näytti aivan liian vanhalta muodostaakseen uusia tähtiä.
”Olin hyvin yllättynyt ja huolestunut”, Tran muisteli. "Luulin, että olimme tehneet merkittävän virheen havaintoihimme."
Joten Tran kaivasi arkistoituja Hubble-kuvia, jotka paljastivat sinisen esineen suuremman elliptisen vieressä. Se oli painovoimalinssin selkeä allekirjoitus.
"Havaitsimme, että linssillä sijaitsevasta galaksista ja taustagalaksista sekoitettu valo sekoitettiin maaperätietoihin, mikä hämmentää meitä", kertoi avustaja Ivelina Momcheva Yalen yliopistosta. ”Keck-spektroskopinen tieto vihjasi, että jotain mielenkiintoista oli tapahtumassa täällä, mutta vain Hubblen korkean resoluution spektroskopialla pystyimme erottamaan linssiogalaksin kaukaisemmasta taustagalaksista ja määrittämään, että nämä kaksi olivat eri etäisyyksillä. Hubblen tiedot paljastivat myös järjestelmän ilmaisunäkymän, etualan linssin ollessa keskellä, toisella puolellaan olevan kirkkaan kaarin ja toisella puolella olevan heikon tahran - molemmat vääristyneet kuvat taustagalaksista. Tarvitsimme kuvantamisen ja spektroskopian yhdistelmän palapelin ratkaisemiseksi. ”
Mittaamalla taustagalaktian valon voimakkuus, joukkue pystyi mittaamaan jättiläisen galaksin kokonaismassaa. Kaiken kaikkiaan se painaa 180 miljardia kertaa enemmän kuin aurinko. Vaikka tämä voi vaikuttaa suurelta, se tosiasiallisesti painaa neljä kertaa vähemmän kuin Linnunradan galaksi.
"Meillä on satoja linssigalakseja, joista me tiedämme, mutta melkein kaikki niistä ovat suhteellisen lähellä kosmisessa mielessä", sanoi pääkirjailija Kenneth Wong Academia Sinican tähtitieteen ja astrofysiikan instituutista. ”Linssin löytäminen niin kaukana kuin tämä on erittäin erityinen löytö, koska voimme oppia galaksien tumman aineen sisällöstä kaukana menneisyydessä. Vertaamalla analyysiamme tästä linssigalaktikasta läheisempiin linsseihin voimme alkaa ymmärtää, kuinka tumma-ainepitoisuus on ajan myötä kehittynyt. "
Mielenkiintoista on, että linssillä oleva galaksi on alipainoinen pimeän aineen pitoisuutensa suhteen. Aikaisemmin tähtitieteilijät ovat olettaneet, että tumma aine ja normaali aine rakentuvat tasaisesti galaksissa ajan myötä. Mutta tämä galaksi, ehdottaa, että näin ei ole.
Ryhmän tulokset ilmestyivät The Astrophysical Journal Letters -lehden 10. heinäkuuta julkaistussa numerossa ja ovat saatavana verkossa.
