En af de mest lysstærke fjerne galakser, der er opdaget

Et internationalt hold ledet af forskere fra Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) og University of La Laguna (ULL) har opdaget en af ​​de lyseste "ikke-aktive" galakser i det tidlige univers. At finde BG1429+1202 blev gjort muligt ved hjælp af en massiv elliptisk galakse langs sigtelinjen til objektet, som fungerede som en slags linse, forstærker lysstyrken og forvrænger det observerede billede. Resultaterne, udgivet i Astrofysiske tidsskriftsbreve , er en del af BELLS GALLERY-projektet, baseret på analysen af ​​halvanden million spektre af galakser fra Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

Fænomenet gravitationslinser, forudsagt af Einsteins generelle relativitetsteori, produceres, når lys afbøjes, når det passerer forbi en meget massiv genstand. For en fjern observatør virker massen af ​​den elliptiske galakse på lyset, som om det var en enorm linse, producerer et meget lysere billede af kilden, BG1429+1202, giver os mulighed for at se detaljer, som ellers ville være for svage til at opdage.

"Dette er et af de få kendte tilfælde af galakser", siger Rui Marques Chaves, en ph.d.-studerende ved IAC-ULL og første forfatter til artiklen, "med en meget høj tilsyneladende lysstyrke og også en iboende høj lysstyrke. Observationerne gjorde det muligt for os at bestemme dens nøgleegenskaber på meget kort tid". For at studere dette system, to teleskoper ved Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma) blev brugt:Gran Telescopio CANARIAS (GTC) og William Herschel Telescope (WHT), af Isaac Newton Group of Telescopes (ING). Systemet er dannet af en massiv elliptisk galakse i en afstand af 5, 400 millioner lysår, og bagved er BG1429+1202, som udsender Lyman alfastråling, 11, 400 millioner lysår væk fra os (vi ser det, som det kun var omkring 2, 300 millioner år efter Big Bang). Linsegalaksen producerer fire forskellige billeder af den fjerne galakse, med en flux, der er ni gange større, end den ville være uden denne naturlige linse, der ligger langs synslinjen.

Høj ultraviolet lysstyrke

En enestående egenskab ved BG1429+1202 er dens meget høje lysstyrke i Lyman alpha-emissionslinjen, en af ​​de lyseste i det ultraviolette område, fordi andre lignende tilfælde af linsede galakser ikke viser så kraftig emission i denne linje. Selvom gravitationslinseeffekten er blevet brugt i mange forskningsprojekter, metoden til at udvælge fjerne Lyman-alfa-emitterende galakser er blevet brugt for første gang i BELLS GALLERY-projektet. "Vi analyserede omkring halvanden million spektre af galakser", tilføjer Yiping Shu, en astronom ved National Astronomical Observatories (NAOC), i Beijing (Kina) og førsteforfatter til tidligere publikationer fra samme projekt. "De blev opnået med Sloan Telescope, ved Apache Point Observatory i New Mexico (USA), og vi har opdaget emission i Lyma-alpha fra galakser meget længere væk end deres linser i 187 tilfælde, hvoraf vi er gået til at observere 21 med Hubble-rumteleskopet. Disse observationer bekræfter, at størstedelen af ​​disse objekter er gravitationslinser".

Stigningen i tilsyneladende lysstyrke (lysstyrken observeret fra Jorden) af fjerne galakser, som produceres af gravitationslinser, giver os mulighed for at opnå data af forbedret kvalitet. "Med teleskoper som GTC og WHT", forklarer Ismael Pérez Fournon, en forsker ved IAC-ULL og koordinator af denne artikel, "Vi kan udføre undersøgelser, som ville være umulige uden tilstedeværelsen af ​​linserne. I praksis er det, som om vi allerede observerede med et af de fremtidige kæmpeteleskoper, såsom Extremely Large European Telescope (E-ELT) på 39 m eller Thirty Meter Telescope (TMT)." "BG1429+1202 er så lysstærk, at den endda kan ses på de fotografiske billeder af Digital Sky Survey", tilføjer Paloma Matínez Navajas, en forsker ved IAC og en anden af ​​forfatterne til undersøgelsen.

På trods af de talrige tidligere undersøgelser af gravitationslinser baseret på billeder og spektre fra Sloan Digital Sky Survey, BG1429+1202 var ikke blevet bemærket før dette arbejde. "Opdagelser som BG1429+1202 demonstrerer den måde, hvorpå store astronomiske datasæt fra store undersøgelser kan udvindes til nye astrofysiske anvendelser. På National Optical Astronomy Observatory (NOAO, i Tucson, Arizona USA), vi implementerer åben adgangsfunktioner til at understøtte denne slags undersøgelses-skala arkivforskningsprojekter ved hjælp af offentlige bredfelts billeddata fra Dark Energy Camera og andre instrumenter, samt fremtidige datasæt fra projekter såsom Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), konkluderer Adam Bolton, Associate Director for NOAO og en forfatter på dette papir.