Bøj det som Einstein:Astronomer forvandler galakser til forstørrelsesglas

Astronomer har forvandlet en klynge af galakser til en gigantisk forstørrelseslinse, bruge det til at studere en anden galakse, 10,7 milliarder lysår væk, i hidtil usete detaljer.

Ved at drage fordel af et fænomen kendt som "gravitationslinser, "teamet af videnskabsmænd, ledet af NASA Goddard Space Flight Center-forsker Dr. Soniya Sharma, identificerede stjernedannende områder i den fjerne og gamle galakse.

Forskningen blev finansieret af Australiens ARC Center of Excellence in All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3D), og vil være til direkte gavn for NASA's næste observatør i kredsløb.

Uden brug af den massive forstørrelseseffekt, galaksen, døbt cswa128, ville være en lille sløring for selv de mest kraftfulde teleskoper på Jorden. Med det, astronomerne kan se stjerner blive dannet blot tre milliarder år efter Big Bang.

"Vores 'linse' er en klynge af galakser omkring 3,3 milliarder lysår væk, " forklarede Dr. Sharma.

"Klyngen er så enorm, at dens tyngdekraft faktisk bøjer lyset, gør det til en slags forstørrelsesglas. Effekten gør cswa128, som ligger bagved og syv milliarder lysår længere væk, synes meget større, end det ellers ville have set fra Jorden.

"Faktisk, galaksen ser ud til at være omkring 10 gange større. Vi kan tydeligt se skarpe lys i klumper, som er afslørende tegn på stjernernes planteskoler - dele af galaksen, der skaber nye stjerner."

Den første formelle forudsigelse om, at lys ville bøje sig rundt om et massivt objekt og forstørre fjerne ting, blev lavet af Albert Einstein i hans generelle relativitetsteori. Dets bekræftelse under en solformørkelse i 1919 raket ham til berømmelse.

Ideen om at linse kan fungere på en galaktisk skala blev demonstreret i 1979. I dag, det er Dr. Sharmas aktie i handelen.

Hendes teams aktuelle forskning - offentliggjort i tidsskriftet Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society -markerer et betydeligt spring fremad på området. Forskerne udviklede en sofistikeret algoritme til nøjagtigt at fortolke den spektroskopiske information for målgalaksen fanget af WM Keck Observatory på Hawaii.

"Dette forstørrende naturfænomen har en pris, " sagde medforfatter og tidligere ASTRO 3D-forsker Dr. Tiantian Yuan.

"De forstørrede billeder er strakt og forvrænget. Brug af algoritmen betød, at vi var i stand til at genskabe den sande form af den fjerne galakse. Vi fandt også ud af, at den indeholder dobbelt så mange stjernedannende områder end tidligere rapporteret."

Professor Lisa Kewley, direktør for ASTRO 3D, tilføjet:"Denne nye algoritme gør det muligt at rekonstruere linsede galakser med meget finere detaljer end nogensinde før. Det er som at tage et støvet forstørrelsesglas, rense det, og ser et meget klarere billede."

Succesen med det aktuelle forskningsprojekt er af særlig betydning for NASA.

"Den algoritme, vi har udviklet, vil blive brugt til at fortolke de linsede galakseobservationer, der skal udføres ved hjælp af det nye James Webb-rumteleskop, sat til lancering senere i år, " sagde Dr. Sharma.

"Det vil hjælpe i missionen at fortolke mekanismen, der styrer, hvordan stjerner laves, og dermed hvordan galakser udvikler sig og dannes i universet."