Przez gromadę galaktyk MACS-J0417.5-1154 powstał kosmiczny znak zapytania

Astronomowie za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba uchwycili galaktyki, które przez soczewkowanie grawitacyjne gromady galaktyk MACS-J0417.5-1154 tworzą ogromny znak zapytania w przestrzeni kosmicznej.

„Znamy tylko trzy lub cztery przypadki podobnych konfiguracji soczewkowania grawitacyjnego w obserwowalnym Wszechświecie, co czyni to odkrycie ekscytującym, ponieważ demonstruje moc Webba i sugeruje, że możemy teraz znaleźć więcej” – mówi Guillaume Desprez z Saint Mary’s University w Halifax w Nowej Szkocji.

Chociaż region ten był już wcześniej obserwowany przez należący do NASA Kosmiczny Teleskop Hubble’a, zapylone czerwone galaktyki, które tworzą kształt znaku zapytania, wyszła na jaw dopiero dzięki Webbowi. Wynika to z faktu, że długości fal światła wykrywane przez Hubble’a zostają uwięzione w kosmicznym pyle, podczas gdy dłuższe fale światła podczerwonego są w stanie przejść i zostać wykryte przez instrumenty Webba.

Astronomowie wykorzystali oba teleskopy do obserwacji gromady galaktyk MACS-J0417.5-1154, która działa jak szkło powiększające, ponieważ jest ona tak masywna, że wypacza czasoprzestrzeń. Pozwoliło to naukowcom z NASA dostrzec więcej szczegółów w znacznie bardziej odległych galaktykach znajdujących się za gromadą. Jednak te same efekty grawitacyjne, które powiększają galaktyki, powodują również ich zniekształcenia, w wyniku których galaktyki wydają się rozmazane na niebie w łukach lub nawet pojawiają się wielokrotnie. Te złudzenia optyczne w przestrzeni kosmicznej nazywane są soczewkowaniem grawitacyjnym. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Czerwona galaktyka odkryta przez Webba, wraz z galaktyką spiralną, z którą wchodzi w interakcję, która została wcześniej wykryta przez Hubble’a, są powiększone i zniekształcone w nietypowy sposób, który wymaga specjalnego, rzadkiego wyrównania między odległymi strukturami, soczewką i obserwatorem – coś, co astronomowie nazywają hiperbolicznym pępowinowym soczewkowaniem grawitacyjnym.

Wyjaśnia to pięć obrazów pary galaktyk widocznych na zdjęciu Webba, z których cztery tworzą górną część znaku zapytania. Kropka ze znakiem zapytania to niepowiązana galaktyka, która z naszej perspektywy znajduje się we właściwym miejscu i czasoprzestrzeni.

Oprócz stworzenia studium przypadku zdolności instrumentu Webb NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) do wykrywania miejsc formowania się gwiazd w galaktyce oddalonej o miliardy lat świetlnych, badacze nie mogli oprzeć się podkreśleniu kształtu znaku zapytania.

„To po prostu fajnie wygląda. Niesamowite obrazy takie jak ten sprawiły, że zainteresowałem się astronomią, gdy byłem młody” – twierdzi Marcin Sawicki z University of Saint Mary.

„Obie galaktyki w parze Znaku zapytania wykazują aktywną formację gwiazd w kilku zwartych regionach, prawdopodobnie w wyniku zderzeń gazu z obu galaktyk. Jednak kształt żadnej z galaktyk nie wydaje się zbyt zaburzony, więc prawdopodobnie obserwujemy początek ich wzajemnej interakcji” – Vicente Estrada-Carpenter z University of Saint Mary.

„Galaktyki te, widziane miliardy lat temu, gdy formowanie się gwiazd było w szczytowym momencie, mają masę podobną do tej, jaką miałaby galaktyka Drogi Mlecznej w tamtym czasie. Webb pozwala nam zbadać, jak wyglądałyby młodzieńcze lata naszej własnej galaktyki” – podsumowuje Sawicki.

Emil Gołoś