Hubble fanger et dusin Sunburst Arc-doppelgangere

Astronomer, der bruger NASA/ESA Hubble-rumteleskopet, har observeret en galakse i de fjerne områder af universet, som vises duplikeret mindst 12 gange på nattehimlen. Dette unikke syn, skabt af stærk gravitationslinser, hjælper astronomer med at få en bedre forståelse af den kosmiske æra kendt som reioniseringens epoke.

Dette nye billede fra NASA/ESA Hubble-rumteleskopet viser et astronomisk objekt, hvis billede multipliceres med effekten af ​​stærk gravitationslinser. galaksen, kaldet Sunburst Arc, er næsten 11 milliarder lysår væk fra Jorden og er blevet linset ind i flere billeder af en massiv klynge af galakser 4,6 milliarder lysår væk.

Massen af ​​galaksehoben er stor nok til at bøje og forstørre lyset fra den fjernere galakse bagved. Denne proces fører ikke kun til en deformation af lyset fra objektet, men også til en multiplikation af billedet af linsegalaksen.

I tilfældet med Sunburst Arc førte linseeffekten til mindst 12 billeder af galaksen, fordelt over fire store buer. Tre af disse buer er synlige øverst til højre på billedet, mens en modbue er synlig nederst til venstre - delvist skjult af en lys stjerne i forgrunden i Mælkevejen.

Hubble bruger disse kosmiske forstørrelsesglas til at studere objekter, der ellers er for svage og for små til selv dets ekstraordinært følsomme instrumenter. Sunburst Arc er ingen undtagelse, på trods af at den er en af ​​de mest lysstærke gravitationslinsede galakser kendt.

Objektivet gør forskellige billeder af Sunburst Arc mellem 10 og 30 gange lysere. Dette giver Hubble mulighed for at se strukturer så små som 520 lysår på tværs - en sjælden detaljeret observation af et objekt, der er så langt væk. Dette kan sammenlignes rimeligt med stjernedannende områder i galakser i det lokale univers, giver astronomer mulighed for at studere galaksen og dens miljø i detaljer.

Hubbles observationer viste, at Sunburst Arc er en analog af galakser, som eksisterede på et meget tidligere tidspunkt i universets historie:en periode kendt som reioniseringens epoke - en æra, der begyndte kun 150 millioner år efter Big Bang.

Reioniseringens epoke var en nøgleæra i det tidlige univers, en som afsluttede den "mørke middelalder", epoken før de første stjerner blev skabt, da universet var mørkt og fyldt med neutral brint. Da de første stjerner blev dannet, de begyndte at udstråle lys, producerer de højenergifotoner, der kræves for at ionisere det neutrale brint.

Dette konverterede det intergalaktiske stof til den for det meste ioniserede form, som det eksisterer i i dag. Imidlertid, at ionisere intergalaktisk brint, højenergistråling fra disse tidlige stjerner ville have været nødt til at undslippe deres værtsgalakser uden først at blive absorberet af interstellart stof. Indtil videre er der kun fundet et lille antal galakser, der "lækker" højenergifotoner ud i det dybe rum. Hvordan dette lys undslap fra de tidlige galakser forbliver et mysterium.

Analysen af ​​Sunburst Arc hjælper astronomer med at tilføje endnu en brik til puslespillet - det ser ud til, at i det mindste nogle fotoner kan forlade galaksen gennem smalle kanaler i et gasrigt neutralt medium. Dette er den første observation af en lang teoretiseret proces. Selvom denne proces næppe er den vigtigste mekanisme, der førte til, at universet blev reioniseret, det kan meget vel have givet et afgørende skub.

Papiret, der skitserer disse observationer, vil blive vist i Videnskab den 8. november 2019.