Når det gjelder å studere noen av de fjerneste og eldste galakser i universet, presenterer en rekke utfordringer seg. I tillegg til å være milliarder av lysår unna, er disse galakser ofte for svake til å se tydelig. Heldigvis har astronomer kommet til å stole på en teknikk som kalles Gravitational Lensing, der gravitasjonskraften til en stor gjenstand (som en galaktisk klynge) brukes til å styrke lyset fra disse svakere galakene.
Ved hjelp av denne teknikken oppdaget et internasjonalt team av astronomer nylig en fjern og rolig galakse som ellers ville gått upåaktet hen. Ledet av forskere fra University of Hawaii på Manoa, brukte teamet Hubble-romteleskopet til å utføre det mest ekstreme tilfellet av gravitasjonslinser til dags dato, noe som gjorde det mulig for dem å observere den svake galaksen kjent som eMACSJ1341-QG-1.
Studien som beskriver funnene deres nylig dukket opp i The Astrophysical Journal Lettersunder tittelen “Tretti-fold: Extreme Gravitational Lensing of a Quiescent Galaxy at z = 1,6 ″. Ledet av Harald Ebeling, en astronom fra University of Hawaii på Manoa, inkluderte teamet medlemmer fra Niels Bohr-instituttet, Center Nationale de Recherche Scientifique (CNRS), Space Telescope Science Institute og European Southern Observatory (ESO).
For studiens skyld stolte teamet på den enorme galakse-klyngen kjent som eMACSJ1341.9-2441 for å forstørre lyset fra eMACSJ1341-QG-1, en fjern og svakere galakse. I astronomiske vendinger er denne galaksen et eksempel på en "rolig galakse", som er i utgangspunktet eldre galakser som stort sett har tømt forsyningene med støv og gass og derfor ikke danner nye stjerner.
Teamet begynte med å ta bilder av den svake galaksen med Hubble og deretter gjennomføre oppfølging spektroskopiske observasjoner ved hjelp av ESO / X-Shooter-spektrograf - som er en del av Very Large Telescope (VLT) ved Paranal Observatory i Chile. Basert på estimatene deres, bestemte teamet at de var i stand til å forsterke bakgrunnsgalaksen med en faktor 30 for det primære bildet, og en faktor på seks for de to gjenværende bildene.
Dette gjør eMACSJ1341-QG-1 til den sterkest forsterkede rolige galaksen som er oppdaget til dags dato, og med en ganske stor margin! Som Johan Richard - en assistentastronom ved University of Lyon som utførte linseberegningene, og en medforfatter på studien - indikerte i en utgivelse fra University of Hawaii News:
"Den svært høye forstørrelsen av dette bildet gir oss en sjelden mulighet til å undersøke stjernestammene i dette fjerne objektet og til slutt å rekonstruere dets forvrengte form og egenskaper."
Selv om andre ekstreme forstørrelser har blitt utført før, har denne oppdagelsen satt en ny rekord for forstørrelsen av en sjelden rolig bakgrunnsgalakse. Disse eldre galaksene er ikke bare veldig vanskelige å oppdage på grunn av deres lavere lysstyrke; studiet av dem kan avsløre noen veldig interessante ting om dannelsen og utviklingen av galakser i vårt univers.
Som Ebeling, en astronom med UHs Institute of Astronomy og hovedforfatter for studien, forklarte:
”Vi spesialiserer oss på å finne ekstremt massive klynger som fungerer som naturlige teleskoper og har allerede oppdaget mange spennende tilfeller av gravitasjonslinsing. Denne oppdagelsen skiller seg imidlertid ut som den enorme forstørrelsen gitt av eMACSJ1341 lar oss studere i detalj en veldig sjelden type galakse. ”
Rolige galakser er vanlige i det lokale universet, som representerer endepunktet for den galaktiske evolusjonen. Som sådan kan dette rekordstore funnet gi noen unike muligheter for å studere disse eldre galaksene og bestemme hvorfor stjernedannelse endte i dem. Som Mikkel Stockmann, et teammedlem fra Københavns Universitet og ekspert på galaksevolusjon, forklarte:
”[A] s vi ser på fjernere galakser, vi ser også tilbake i tid, så vi ser gjenstander som er yngre og ennå ikke burde ha brukt opp sin gassforsyning. Å forstå hvorfor denne galaksen allerede har sluttet å danne stjerner kan gi oss kritiske ledetråder om prosessene som styrer hvordan galakser utvikler seg. ”
På lignende måte nylig Det er utført studier som antyder at tilstedeværelsen av et Supermassive Black Hole (SMBH) kan være det som er ansvarlig for at galakser blir stille. Når de kraftige jetflyene disse svarte hullene skaper begynner å drenere kjernen i galakser av støv og gass, finner potensielle stjerner seg utsultet av materialet de trenger for å gjennomgå gravitasjonskollaps.
I mellomtiden blir det gjennomført oppfølgingsobservasjoner av eMACSJ1341-QG1 ved hjelp av teleskoper ved Paranal-observatoriet i Chile og Maunakea-observatoriene på Hawaii. Det disse observasjonene avslører, vil sikkert fortelle oss mye om hva som vil bli av vår egen Melkeveis galakse en dag, når den siste av støv og gass blir utarmet og alle dens stjerner blir røde kjemper og lange levende røde dverger.
