Dieses Bild des Hubble-Weltraumteleskops hat etwas sehr Seltsames. Wenn Sie genau hinsehen, können Sie zwei fast spiegelbildliche, orangefarbene Galaxien sehen, die scheinbar durch ein langes Filament verbunden sind.
Faszinierenderweise sind das gar nicht zwei Galaxien, sondern eine namens SGAS J143845+145407. Es scheint nur zwei zu sein, dank der Art und Weise, wie die Schwerkraft eines massiven Objekts (oder Objekte, wie ein Galaxienhaufen) den Raum verzerrt, durch den fernes Licht wandert.
Stellen Sie sich vor, ein schweres Gewicht auf ein Trampolin zu legen, wobei das Gewicht den Galaxienhaufen darstellt und die Trampolinmatte die Raumzeit darstellt. Rollen Sie nun einige Murmeln von einer Seite des Trampolins zur anderen. Ihre normalerweise „geraden“ Pfade scheinen sich entlang verschiedener Pfade zu krümmen, ähnlich wie Lichtstrahlen durch einen verzerrten Raum.
Diese als Gravitationslinse bezeichnete Eigenart der Schwerkraft kann verwendet werden, um das Licht von Hintergrundgalaxien zu vergrößern, die sonst zu weit entfernt wären, um sie im Detail zu sehen, wie im folgenden Diagramm dargestellt.
Illustration des Gravitationslinseneffekts. (NASA, ESA & L. Calçada)
Gravitationslinsen wie diese können daher ein wichtiges Werkzeug zum Verständnis des fernen Universums sein.
Manchmal kann dieses Licht wirklich verschmiert und verzerrt werden, wie auf dem jüngsten Deep-Field-Bild des James-Webb-Weltraumteleskops zu sehen ist. Diese seltsamen, wackeligen, wurmartigen Objekte sind Linsengalaxien. Wenn der Linseneffekt zu vier Bildern eines entfernten Objekts führt, die um die zentrale Linsenmasse angeordnet sind, spricht man von einem Einstein-Kreuz.
SGAS J143845+145407 erscheint genau an der richtigen Stelle hinter einem kleinen Galaxienhaufen für Gravitationslinsen, um zwei nahezu perfekte Bilder der Galaxie zu erzeugen, mit dem zusätzlichen Bonus, dass beide größer und detaillierter erscheinen.
Das Licht von SGAS J143845+145407 hat ungefähr 6,9 Milliarden Jahre zurückgelegt, um uns zu erreichen. Das ist etwa die Hälfte des heutigen Alters des Universums. Das Licht des Clusters hat etwa 2,8 Milliarden Jahre zurückgelegt.
Gespiegelte Bilder von SGAS J143845+145407 um eine Gravitationslinse. (ESA/Hubble & NASA, J. Rigby)
SGAS J143845+145407 ist wissenschaftlich interessant, weil es sich um eine leuchtende Infrarotgalaxie handelt, die aufgrund der hohen Sternentstehungsaktivität relativ hell leuchtet. Das Studium von Galaxien wie dieser kann Wissenschaftlern helfen, die Sternentstehung zu verstehen und wie sie sich im Laufe der Geschichte des Universums verändert hat; Für diese Art von Arbeit können Gravitationslinsen von unschätzbarem Wert sein.
Mithilfe der Gravitationslinse konnten Wissenschaftler kürzlich die Verteilung der Sternentstehung in SGAS J143845+145407 rekonstruieren und die Details des Prozesses untersuchen. Sie fanden heraus, dass die Galaxie ziemlich typisch für ihren Typ ist, und diese Informationen helfen dabei, andere Galaxien zu kontextualisieren und zu charakterisieren.
Von Webb wird erwartet, dass er noch mehr Details enthüllen wird, aber Hubble hat die Erforschung von Linsengalaxien revolutioniert. Seine Beobachtungen waren die ersten, die Details innerhalb von Linsengalaxien auflösten und Wissenschaftlern ein unglaubliches neues Fenster in das frühe Universum eröffneten.
Das Bild wurde auf der Hubble-Website veröffentlicht.