Verbluffende Hubble-afbeelding onthult vreemde ‘spiegel’ van melkweg

Er is iets heel vreemds aan de hand met deze afbeelding van de Hubble-ruimtetelescoop. Als je goed kijkt, zie je twee bijna spiegelbeelden, twee oranje sterrenstelsels, die door een lange draad met elkaar verbonden lijken te zijn.

Verrassend genoeg zijn dit helemaal geen twee sterrenstelsels, maar één, de naam is SGAS J143845 + 145407. Het lijkt erop dat het er maar twee zijn, dankzij de manier waarop de zwaartekracht van een massief object (of dingen, zoals een groep sterrenstelsels) vervormt de ruimte waardoor het verre licht reist.

Stel je voor dat je een zwaar gewicht op de trampoline plaatst, waarbij het gewicht de massa van sterrenstelsels vertegenwoordigt en de trampolinemat ruimtetijd. Rol nu enkele ballen van de ene kant van de trampoline naar de andere. Zijn gewone “rechte” paden lijken langs verschillende paden te buigen, niet zoals lichtstralen door een vervormde ruimte.

Deze gravitationele aberratie, een zogenaamde gravitationele lensing, kan worden gebruikt om het licht van achtergrondstelsels te vergroten die te ver weg zouden zijn om in detail te zien, zoals weergegeven in de onderstaande grafiek.

Zwaartekracht lens diagram. (NASA, European Space Agency en El Calcada)

Dus zwaartekrachtlenzen zoals deze kunnen een belangrijk hulpmiddel zijn om het verre heelal te begrijpen.

Soms kan dit licht vervormen en vervormen, zoals te zien is in een recente diepveldopname van de James Webb Space Telescope. Die wiebelige, wormachtige vreemde objecten zijn lensvormige sterrenstelsels. Wanneer het lenseffect resulteert in vier afbeeldingen van een ver object opgesteld rond het centrale lensblok, wordt dit een Einstein-kruis genoemd.

SGAS J143845 + 145407 verschijnt op het juiste punt achter een kleine cluster van zwaartekrachtlenzen om twee bijna perfecte beelden van de melkweg te produceren, met als bijkomend voordeel dat ze groter en gedetailleerder lijken.

Licht van SGAS J143845 + 145407 heeft ongeveer 6,9 miljard jaar gereisd om ons te bereiken. Dit is ongeveer de helft van de levensduur van het huidige universum. Het licht van de cluster reisde ongeveer 2,8 miljard jaar.

Spiegelbeelden van SGAS J143845 + 145407 rond een zwaartekrachtlens. (ESA/Hubble en NASA, J. Rigby)

SGAS J143845 + 145407 is wetenschappelijk interessant omdat het een infrarood lichtgevend sterrenstelsel is dat relatief helder gloeit vanwege de hoge activiteit van stervorming. Het bestuderen van sterrenstelsels zoals het hare kan wetenschappers helpen de vorming van sterren te begrijpen en hoe deze in de loop van de geschiedenis van het universum is veranderd. Voor dit soort werk kunnen zwaartekrachtlenzen van onschatbare waarde zijn.

Met behulp van een zwaartekrachtlens hebben wetenschappers dit onlangs kunnen doen Reconstructie van de stervormingsverdeling in SGAS J143845 + 145407en bestudeer de details van het proces. Ze ontdekten dat het sterrenstelsel grotendeels typerend is in zijn soort, dat wil zeggen informatie die kan helpen bij het contextualiseren en karakteriseren van andere sterrenstelsels.

Webb zal naar verwachting meer details onthullen, maar Hubble heeft een revolutie teweeggebracht in de studie van lenticulaire sterrenstelsels. Zijn waarnemingen waren de eerste die details in lenticulaire sterrenstelsels konden oplossen, waardoor wetenschappers een verrassend nieuw venster op het vroege heelal kregen.

De foto is geplaatst op Hubble-site.