Teleskop Jamesa Webba wykonał oszałamiające zdjęcie MACS J1149.5+2223 (MACS J1149), gromady galaktyk znajdującej się 5 miliardów lat świetlnych od nas, w gwiazdozbiorze Lwa. Nowe dane pokazują nie tylko same galaktyki, ale także to, jak ich kolosalna grawitacja zagina i zniekształca światło obiektów za nimi, co jest zjawiskiem znanym jako soczewkowanie grawitacyjne.
Co to jest soczewkowanie grawitacyjne?
Masywne obiekty, takie jak gromady galaktyk, zaginają czasoprzestrzeń. Światło z odległych galaktyk przechodzące przez tę zakrzywioną przestrzeń zagina się wokół gromady, zamiast przemieszczać się po linii prostej. Ta krzywizna powiększa i zniekształca galaktyki tła, tworząc rozciągnięte łuki i dziwaczne kształty.
Efekt jest podobny do patrzenia przez wypaczoną szklaną soczewkę — obiekty wydają się wydłużone, zduplikowane lub w inny sposób zmienione. Nie jest to złudzenie optyczne, ale fundamentalna konsekwencja ogólnej teorii względności Einsteina.
Kluczowe obserwacje z obrazu MACS J1149
Obraz Webba pokazuje kilka uderzających przykładów soczewkowania grawitacyjnego:
- Zniekształcone spirale: Jedna galaktyka w pobliżu jądra gromady wydaje się rozciągnięta w różowy kształt przypominający meduzę.
- Wiele obrazów: Ten sam odległy obiekt może pojawić się w wielu lokalizacjach z powodu załamania światła wokół różnych części gromady. Zaobserwowano to nawet w przypadku jednej supernowej, która pojawiła się cztery razy w tym samym polu widzenia.
- Ulepszone tła: Efekt soczewkowania zasadniczo tworzy naturalny teleskop, umożliwiający astronomom badanie galaktyk, które w innym przypadku byłyby zbyt ciemne, aby je obserwować.
Dlaczego to ma znaczenie: odkrywanie wczesnego Wszechświata
Obserwacji tych dokonano w ramach kanadyjskiego badania NIRISS Cluster Survey (CANUCS), programu wykorzystującego Webba do badania ewolucji galaktyk we wczesnym Wszechświecie.
Dane pomogą naukowcom:
- Zrozumienie, w jaki sposób powstają gwiazdy w gęstych, skupionych środowiskach.
- Mapuj rozkład masy w gromadach galaktyk.
- Zbadaj erę rejonizacji – okres, w którym pierwsze gwiazdy i galaktyki oświetliły Wszechświat po Wielkim Wybuchu.
„Miażdżąca grawitacja tej gromady nie tylko utrzymuje razem wszystkie galaktyki; zagina samą czasoprzestrzeń, dając nam wyjątkowe okno na odległą przeszłość.”
Analizując sposób zniekształcenia światła, astronomowie mogą określić rozkład masy w gromadzie, a nawet zbadać warunki panujące we wczesnym Wszechświecie. To sprawia, że soczewkowanie grawitacyjne jest nie tylko pięknym zjawiskiem, ale także potężnym narzędziem do badań kosmologicznych.
Zdolność Webba do wykrywania tych subtelnych zniekształceń otwiera nowe możliwości zrozumienia ewolucji galaktyk i wielkoskalowej struktury kosmosu.
