Źródło zdjęcia: Hubble
Kosmiczny Teleskop Hubble'a wykorzystał naturalny „obiektyw zmiennoogniskowy” o szerokości 2 milionów lat świetlnych, by spojrzeć dalej w przestrzeń kosmiczną niż zwykle. Spoglądając bezpośrednio przez środek jednej z najbardziej masywnych gromad galaktycznych, był w stanie skorzystać z techniki zwanej soczewkowaniem grawitacyjnym, aby widzieć obiekty poza gromadą. Szczegółowa analiza obrazu może pomóc rzucić nieco światła na tajemnicę ciemnej materii.
Zaawansowana kamera do badań na pokładzie Kosmicznego Teleskopu Hubble'a NASA wykorzystała naturalny „obiektyw zmiennoogniskowy” w kosmosie, aby poprawić widok odległego wszechświata. Oprócz oferowania niespotykanego i dramatycznego nowego spojrzenia na kosmos, wyniki obiecują rzucić światło na ewolucję galaktyk i ciemną materię w kosmosie.
Hubble spojrzał prosto przez centrum jednej z najbardziej masywnych gromad galaktyk, zwanej Abell 1689. Wymagało to, by Hubble przez ponad 13 godzin wpatrywał się w odległą gromadę, oddaloną o 2,2 miliarda lat świetlnych. Grawitacja bilionów gwiazd gromady? plus ciemna materia? działa w przestrzeni kosmicznej jak „soczewka” o szerokości 2 milionów lat świetlnych. Ta „soczewka grawitacyjna” wygina i powiększa światło galaktyk znajdujących się daleko za nią.
Ostrość IMAX kamery Advanced Camera w połączeniu z behemotowym obiektywem ujawnia odległe galaktyki, które były poza zasięgiem Hubble'a. Niektóre mogą być dwukrotnie słabsze niż te sfotografowane w Głębokim Polu Hubble'a, które wcześniej przesunęły teleskop do granic czułości. Chociaż potrzeba znacznie więcej analiz, astronomowie Hubble'a spekulują, że niektóre z najsłabszych obiektów na zdjęciu są prawdopodobnie w odległości ponad 13 miliardów lat świetlnych (wartość przesunięcia ku czerwieni 6).
Na zdjęciu setki galaktyk odległych o wiele miliardów lat świetlnych są rozmazane przez grawitacyjne wygięcie światła w pajęczą ścieżkę niebieskich i czerwonych łuków światła. Chociaż soczewkowanie grawitacyjne było badane wcześniej za pomocą teleskopów Hubble'a i naziemnych, zjawiska tego nigdy wcześniej nie widziano tak szczegółowo. Zdjęcie ACS ujawnia 10 razy więcej łuków niż w przypadku naziemnego teleskopu. ACS jest 5 razy bardziej czuły i zapewnia zdjęcia, które są dwa razy ostrzejsze niż poprzednie aparaty Hubble'a z końmi roboczymi. Dzięki temu może widzieć bardzo słabe łuki z większą jasnością. Zdjęcie przedstawia ogromną układankę dla astronomów Hubble'a, którzy spędzają miesiące na rozwikłaniu. Z gromadą pierwszego planu przeplatają tysiące galaktyk, które są soczewkowymi obrazami galaktyk we wszechświecie tła.
Szczegółowa analiza obrazów obiecuje rzucić światło na tajemnicę ciemnej materii. Ciemna materia jest niewidzialną formą materii. Jest źródłem większości grawitacji we wszechświecie, ponieważ jest o wiele bardziej obfite niż „normalna materia”, która tworzy planety, gwiazdy i galaktyki. Soczewkowanie pozwala astronomom na mapowanie rozkładu ciemnej materii w gromadach galaktyk. To powinno dać nowe wskazówki dotyczące natury ciemnej materii. Badając odległe galaktyki, astronomowie oczekują lepszego śledzenia historii powstawania gwiazd we wszechświecie w ciągu ostatnich 13 miliardów lat.
Obraz jest znakomitą demonstracją przewidywań Alberta Einsteina, że grawitacja wypacza przestrzeń, a zatem zniekształca wiązkę światła, jak falowana zasłona prysznicowa. Chociaż Einstein zdał sobie sprawę, że ten efekt wystąpi w kosmosie, pomyślał, że nigdy nie można go zaobserwować z Ziemi. Chociaż pojedyncze tło gwiazdowe światło soczewki, ugięcie było zbyt małe, aby kiedykolwiek było widoczne z Ziemi. Kiedy na początku XX wieku sformułowano prawa względności, naukowcy nie wiedzieli, że gwiazdy są zorganizowane w galaktyki poza naszą Drogą Mleczną. Wielkie gromady galaktyk są wystarczająco masywne, aby wypaczać przestrzeń i odchylać światło w sposób wykrywalny z Ziemi. Gromada Abell jest idealnym celem, ponieważ jest tak ogromna. Im bardziej masywna gromada, tym większy efekt soczewkowania grawitacyjnego.
Oryginalne źródło: Hubble News Release
