by 
Cirka 9,7 miljarder ljusår från jorden ligger en (mycket) massiv galaxhop med en massa som motsvarar cirka 3 miljoner miljarder solar. Det är en kosmisk klump som kärleksfullt kallas El Gordo, som på spanska betyder “Den tjocke”. Under åren har rymdteleskopet Hubble gett oss några fascinerande vyer över El Gordo – men nu finns det ett nytt rymdobservatorium i staden.
På onsdag (2 augusti) forskare meddelat De James Webb rymdteleskop gav oss ett ganska häpnadsväckande nytt perspektiv på El Gordo. Med sina infraröda ögon har den banbrytande maskinen avslöjat gravitationsmässigt skeva områden, en röd jättestjärna och en mängd andra rymdgodsaker Hubble kunde bara antyda det.
Till exempel är ett tema känt som “El Anzuelo” eller “Fiskkroken”. Denna galax, som ligger 10,6 miljarder ljusår bort, är tydligt synlig som en ljusröd båge i bildens övre högra hörn. För att illustrera hur konstigt det här nya fotot är, tittar du på El Anzuelo som det var för 10,6 miljarder år sedan. Detta beror på att det tog så lång tid för ljus från denna punkt i galaxens liv att nå JWST.
“Vi kunde noggrant dissekera dammskalet som omsluter galaxens centrum, där stjärnor aktivt bildas”, säger Patrick Kamieneski från Arizona State University och huvudförfattare till en av flera papper om dessa JWST-observationer, sades i ett uttalande. “Med Webb kan vi enkelt se genom denna tjocka dammridå, vilket gör att vi kan se samlingen av galaxer från insidan och ut.”
Relaterad: Det “utsökta” första året av rymdteleskopet James Webb har fått några astronomer till tårar
Men bortsett från det faktum att JWST kan penetrera dammslöjor tack vare dess infraröda kapacitet, är detta teleskops nya lins på El Gordo avgörande eftersom det tydligt kan fånga ett fenomen som kallas gravitationslinser.
Sammanfattningsvis, gravitationslinser är ett begrepp förknippat med Albert Einsteins allmänna relativitetsteori. I grunden föreställer sig denna teori att rum och tid är sammanvävda som ett påtagligt tyg – ett 4D-ark av siden som kan skeva och krusa beroende på massorna inom. Svarta hål förvränger det här tyget mycket, stjärnor påverkar det ganska mycket, jorden deformerar det lite, och till och med du och jag deformerar det otroligt lite, omärkligt.
Viktigt, men för den här JWST-bilden, förutspår generell relativitetsteori också att dessa rumtids-tygkrökningar påverkar hur ljus färdas genom universum. Även om det finns en risk för alltför förenkling kan distorsionerna få ljuset att böjas och vridas när det färdas genom rymden – men det är bra för astronomer. Om forskare kan fokusera sina observatorier (som JWST) på extremt förvrängda områden (som en stor galaxhop), kan de fånga en del av det förvrängda ljuset. Och beroende på varifrån ljuset kommer, kan dessa förvrängningar skapa en sorts förstorande effekt på källan. Denna effekt kallas gravitationslinsning.
För att komma tillbaka till vår bild, den främsta anledningen till att vi kan se El Anzuelo överhuvudtaget, trots att vi är så långt borta, är inget annat än gravitationslinser! Och tack vare det spektakulära konceptet insåg forskarna att den avlägsna galaxen är skivformad och cirka 26 000 ljusår över (en fjärdedel av Vintergatans storlek), samtidigt som de analyserade annan intressant information om dess historia.
Dessutom har den rödaktiga nyansen du ser i El Anzuelo att göra med ett annat kosmiskt ljusfenomen. I huvudsak sträcker sig ljusvågorna de avger som okrossbara gummiband när saker och ting rör sig längre och längre från där vi är på jorden, tillsammans med universums expansion. Genom att göra det blir dessa vågor rödare och rödare på grund av ett fenomen som kallas rödförskjutning.
Eftersom den här galaxen ser ganska röd ut är den ganska långt borta.
Under Einsteins förstoringsglas
Liknande inlägg:
— Rymdteleskopet James Webb bländar av ett glödande porträtt av aktivt bildade stjärnor (foto)
— Rymdteleskopet James Webb upptäcker ett gigantiskt kosmiskt frågetecken i rymden (foto)
– Rymdteleskopet James Webb upptäcker vatten nära planetskivans centrum i den kosmiska 1:an
Eftersom det finns så mycket gravitationslinser synligt i den här bilden – vilket framgår av en serie glittrande galaxer som visas som fläckar snarare än spiraler och ellipser som förväntat – finns det en mängd kosmisk information att hämta från den.
Faktum är att den allra första bilden från JWST också var fylld med ett antal gravitationslinsade galaxer, som välförtjänt fick mycket beröm från rymdentusiaster runt om i världen.
“Denna linsering ger ett unikt fönster in i det avlägsna universum”, säger Brenda Frye från University of Arizona, medledare för PEARLS Clusters Division i Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science (PEARLS) team och huvudförfattare till ett annat papper, sa i uttalandet.
“Gravitationslinsning förutspåddes av Albert Einstein för mer än 100 år sedan. I El Gordo-klustret ser vi kraften i gravitationslinser i aktion”, säger Rogier Windhorst från Arizona State University och huvudutredare för PEARLS-programmet i uttalandet. “El Gordo PEARLS-bilderna är fantastiskt vackra. Och de visade oss hur Webb kan öppna Einsteins skattkista.”
När man flyttade bort från stora galaxer fick JWST-porträttet av El Gordo också fantastiskt syn på en unik röd jättestjärna. Forskare gav det smeknamnet Quyllur, som helt enkelt betyder “stjärna” på det inhemska quechuaspråket i det peruanska höglandet.
Det fantastiska med det? Detta är den första enda röda jättestjärnan som observerats av JWST, mer än 1 miljard ljusår från jorden. Quyllur är faktiskt cirka 11 miljarder ljusår från oss, nära en galax som kallas La Flaca, eller “Den tunna”. La Flaca kan ses som en pennliknande linje i mitten till vänster i bilden.
“Det är nästan omöjligt att se röda jättestjärnor med linser om du inte går infrarött. Det här är den första vi har hittat med Webb, men vi förväntar oss att många fler kommer”, säger Jose Diego från Instituto de Física de Cantabria i Spanien, huvudförfattare till en annan Papper till El Gordo, sa uttalandet.
Frye och hennes team pekar också på fem linsgalaxer som verkar vara en del av en babykluster cirka 12,1 miljarder ljusår från jorden, potentiellt innehållande 17 galaktiska medlemmar totalt. Det finns också några ultradiffusa galaxer som verkar vara cirka 7,2 miljarder ljusår bort som liknar normala galaxer förutom att deras stjärnor är mycket mer spridda.
“Vi har undersökt om egenskaperna hos dessa galaxer skiljer sig från de ultradiffusa galaxerna vi ser i det lokala universum, och vi ser vissa skillnader. I synnerhet är de blåare, yngre, mer omfattande och mer jämnt fördelade över hela universum.” Klustret.” Timothy Carleton från Arizona State University, huvudförfattare till en annan Papper om dessa observationer, sa uttalandet. “Detta tyder på att livet i klustermiljön har haft en betydande inverkan på dessa galaxer under de senaste 6 miljarder åren.”
