Teleskop Hubble zagląda przez grawitacyjną soczewkę

Teleskop Hubble zagląda przez grawitacyjną soczewkęOriginal Press Release
Dzięki obecności naturalnego kosmicznego teleobiektywu, teleskop kosmiczny NASA Hubble Space Telescope miał wyjątkową okazję przyjrzeć się z  bliska przyjrzeć najjaśniejszej galaktyce z jak dotąd odkrytych tego rodzaju odległych obiektów powiększonych i wzmocnionych dzięki grawitacyjnemu soczewkowaniu.

Soczewka grawitacyjna, która umożliwiła badania powstaje, gdy przestrzeń zostaje odkształcona przez masywny obiekt leżący na pierwszym planie pomiędzy nami, a odległym, badanym obiektem. Może nim być Słońce, czarna dziura, albo cała gromada galaktyk. Światło odległych obiektów w tle zostaje w niej zniekształcone, ale jednocześnie wzmocnione i powiększone.

Zespół astronomów kierowany przez Jane Rigby z Centrum Lotów Kosmicznych NASA Goddard SFC w Greenbelt w stanie Maryland, skierował teleskop Hubble na jeden z najbardziej uderzających przykładów soczewkowania grawitacyjnego tworzący blisko 90-stopniowy łuk światła wokół gromady galaktyk RCS2 032727-132623. Uzyskany obraz odległej galaktyki jest znacznie bardziej szczegółowy niż byłoby to możliwe bez pomocy soczewki grawitacyjnej.

Wyniki obserwacji zostały przyjęte do publikacji na łamach Astrophysical Journal. Głównym autorem publikacji jest Keren Sharon z Instytutu Fizyki Kosmologicznej Kavli na Uniwersytecie w Chicago. Innymi kluczowymi członkami zespołu byli profesor Michael Gladders i jego studentka Eva Wuyts – oboje z Uniwersytetu w Chicago.

Obecność soczewki pozwala zbadać, jak galaktyki ewoluowały w ciągu ostatnich 10 miliardów lat. Podczas gdy pobliskie galaktyki są w pełni dojrzałe a okres produkcji gwiazd dobiega w nich końca, odległe galaktyki ukazują nam Wszechświecie w młodości. Ich światło dopiero teraz dociera na Ziemię. Odległe galaktyki są nie tylko ciemne, ale mają również niewielkie rozmiary na niebie. Astronomowie chcieliby zobaczyć, jak rozwijała się produkcja gwiazd w takich dawnych galaktykach. Jednak dane te pozostałyby poza zasięgiem Hubble'a gdyby nie dodatkowe powiększenie możliwe dzięki grawitacji gromady galaktyk.

W roku 2006 zespół astronomów wykorzystał teleskop ESO VLT (Very Large Telescope) w Chile by zmierzyć odległość do zdeformowanej galaktyki jednocześnie wykazując, że jest ona ponad trzy razy jaśniejsza od wcześniej odkrytych galaktyk poddanych grawitacyjnemu soczewkowaniu. W 2011 roku astronomowie wykorzystali kamerę WFC3 ( Wide Field Camera 3) teleskopu Hubble do sfotografowania i analizy galaktyki.

Zniekształcony obraz galaktyki został zwielokrotniony przez soczewkującą gromadę widoczną na pierwszym planie. Jest to typowe dla soczewek grawitacyjnych. Wyzwaniem dla astronomów było zrekonstruowanie prawdziwego wyglądu galaktyki. Ostre obrazy Hubble'a umożliwiło astronomom usunięcie zniekształceń i zrekonstruowanie jej normalnego wyglądu. Rekonstrukcja ujawniła obszary produkcji gwiazd. one znacznie jaśniejsze niż podobne obszary w Drodze Mlecznej.

Zespół planuje zbadać spektroskopowo te obszary by lepiej zrozumieć, dlaczego produkcja gwiazd zachodzi w nich w tak dużym tempie.

Źródła:

Hubble Zooms in on a Magnified Galaxy

Thanks to the presence of a natural „zoom lens” in space, NASA's Hubble Space Telescope got a uniquely close-up look at the brightest „magnified” galaxy yet discovered.

This observation provides a unique opportunity to study the physical properties of a galaxy vigorously forming stars when the universe was only one-third its present age.

A so-called gravitational lens is produced when space is warped by a massive foreground object, whether it is the Sun, a black hole, or an entire cluster of galaxies. The light from more-distant background objects is distorted, brightened, and magnified as it passes through this gravitationally disturbed region.

A team of astronomers led by Jane Rigby of NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md., aimed Hubble at one of the most striking examples of gravitational lensing, a nearly 90-degree arc of light in the galaxy cluster RCS2 032727-132623. Hubble's view of the distant background galaxy is significantly more detailed than could ever be achieved without the help of the gravitational lens.

The results have been accepted for publication in The Astrophysical Journal, in a paper led by Keren Sharon of the Kavli Institute for Cosmological Physics at the University of Chicago. Professor Michael Gladders and graduate student Eva Wuyts of the University of Chicago were also key team members.

The presence of the lens helps show how galaxies evolved from 10 billion years ago to today. While nearby galaxies are fully mature and are at the tail end of their star-formation histories, distant galaxies tell us about the universe's formative years. The light from those early events is just now arriving at Earth. Very distant galaxies are not only faint but also appear small on the sky. Astronomers would like to see how star formation progressed deep within these galaxies. Such details would be beyond the reach of Hubble's vision were it not for the magnification made possible by gravity in the intervening lens region.

In 2006 a team of astronomers using the Very Large Telescope in Chile measured the arc's distance and calculated that the galaxy appears more than three times brighter than previously discovered lensed galaxies. In 2011 astronomers used Hubble to image and analyze the lensed galaxy with the observatory's Wide Field Camera 3.

The distorted image of the galaxy is repeated several times in the foreground lensing cluster, as is typical of gravitational lenses. The challenge for astronomers was to reconstruct what the galaxy really looked like, were it not distorted by the cluster's funhouse-mirror effect.

Hubble's sharp vision allowed astronomers to remove the distortions and reconstruct the galaxy image as it would normally look. The reconstruction revealed regions of star formation glowing like bright Christmas tree bulbs. These are much brighter than any star-formation region in our Milky Way galaxy.

Through spectroscopy, the spreading out of light into its constituent colors, the team plans to analyze these star-forming regions from the inside out to better understand why they are forming so many stars.

Written by admin

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *