|
Κάνοντας χρήση της βαρυτικής μεγέθυνσης από έξι μεγάλα σμήνη
γαλαξιών, που έπαιξαν το ρόλο του φακού, το Hubble έδωσε στους επιστήμονες το
μεγαλύτερο δείγμα που έχουν δει μέχρι σήμερα από πολύ μακρινούς γαλαξίες. Ορισμένα
από τα αντικείμενα αυτά που βρέθηκαν σε μεγέθυνση έχουν πιο αδύναμο φως
ακόμα και από τα πιο αμυδρά αντικείμενα που έχουν βρεθεί στην περιοχή Hubble Ultra Deep Field,
και η οποία
συνήθως θεωρείται η πιο βαθιά εικόνα του Σύμπαντος.
Με το συνδυασμό των παρατηρήσεων στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο
από τα όργανα του Hubble, οι επιστήμονες αναζήτησαν γαλαξίες
που να είναι ορατοί μόνο στο εγγύς υπέρυθρο φως. Έτσι, ανακάλυψαν 10 υποψήφια
αντικείμενα που πιστεύεται ότι βρίσκονται περίπου 13 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά
(το φως του έχει μετατόπιση προς το ερυθρό (ή redshift) περίπου 7,5), γεγονός, που
σημαίνει ότι το φως που εκπέμπεται προέρχεται από άστρα που ζούσαν όταν το Σύμπαν
είχε ακόμη πολύ μικρή
ηλικία - μόλις 700 εκατομμυρίων ετών.
Η εικόνα πάνω δείχνει το σμήνος Abell 2218, ένα σύμπλεγμα πλούσιο σε
γαλαξίες που αποτελείται
από χιλιάδες μεμονωμένους γαλαξίες. Βρίσκεται περίπου 2,1 δισεκατομμύρια
έτη φωτός από τη Γη (η μετατόπιση του προς το ερυθρό - ή redshift είναι 0,17) στον
βόρειο αστερισμό του Δράκου. Όταν
το σμήνος δρα σαν ισχυρός βαρυτικός φακός μεγεθύνει
τους μακρινούς γαλαξίες, κι έτσι επιτρέπει στους αστρονόμους να κοιτάξουν πολύ μακριά στο
Σύμπαν. Ωστόσο, δεν μεγεθύνει απλώς τις εικόνες από κρυφούς γαλαξίες,
αλλά συγχρόνως τους στρεβλώνει σε μακριά και λεπτά τόξα. Αρκετά τόξα στην εικόνα
μπορεί να μελετηθούν λεπτομερώς χάρις στην ισχυρή ανάλυση του Hubble.
Είναι μάλιστα δυνατόν να προσδιοριστεί ο ίδιος γαλαξίας από πολλαπλές στρεβλωμένες εικόνες, αν
γίνει σύγκριση του σχήματος των γαλαξιών και των χρωμάτων.
Εκτός από το γιγαντιαία τόξα, έχουν εντοπιστεί και πολλά μικρότερα τόξα.
Μεγάλος πληθυσμός μικρών και εξασθενημένων αντί για λίγους
μεγάλους γαλαξίες
"Οι μακρινοί αυτοί γαλαξίες θα μπορούσαν κάλλιστα να εξηγήσουν ένα από τα μεγάλα παζλ που μαστίζει σήμερα την αστρονομία. Γνωρίζουμε ότι το Σύμπαν
είχε επαναϊονιστεί μέσα στα πρώτα 5-600 εκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang, αλλά
δεν γνωρίζουμε αν η ιονίζουσα ενέργειας προερχόταν από ένα μικρότερο
αριθμό μεγάλων γαλαξιών ή ένα πιο πλούσιο πληθυσμό από πολύ μικρούς
γαλαξίες ", λέει ο Johan Richard, από Ινστιτούτο Τεχνολογίας της
Καλιφόρνιας. Ο
σχετικά υψηλός αριθμός της μετατόπισης προς το ερυθρό (redshift) 7,5 των γαλαξιών
που ανακαλύφθηκαν δείχνει ότι η περισσότερη από την ιοντίζουσα ενέργεια
παράγεται από θαμπούς και άφθονους γαλαξίες και όχι από μεγάλους, που σπανίζουν.
"Η πρόκληση για τους αστρονόμους είναι ότι οι γαλαξίες πέρα από την απόσταση
των 13
δισεκατομμυρίων ετών φωτός (με ένα redshift 7) είναι εξαιρετικά
εξασθενημένοι και είναι ορατοί μόνο στο εγγύς υπέρυθρο - ακριβώς στο όριο
που μπορεί
να παρατηρήσει το Hubble", εξηγεί ο Jean - Paul Kneib από το Εργαστήριο
Αστροφυσικής στη Μασσαλία. Το νέο αυτό αποτέλεσμα έγινε δυνατό να
ανακαλυφθεί χάρις στη συνδρομή του βαρυτικού εστιασμού, που
μεγέθυνε το φως πολύ μακρινών γαλαξιών αρκετή ώστε το Hubble να τους εντοπίσει.
Η επιβεβαίωση της απόστασης τους ήταν όμως πέρα από τις
ικανότητες ακόμη και από το τηλεσκόπιο Keck των 10 μέτρων, και γι αυτό πρέπει να
περιμένουμε τα μελλοντικά ισχυρά επίγεια τηλεσκόπια.
Οι βαρυτικοί φακοί που για πρώτη φορά ανακαλύφθηκαν το 1979, είχαν προβλεφθεί από τον Albert Einstein
με την θεωρία της Γενικής Σχετικότητας, μια θεωρία που
επιτρέπει στους αστρονόμους να υπολογίζουν τη διαδρομή του αστρικού φωτός, καθώς
αυτό μετακινείται μέσω του κυρτού χωροχρόνου. Σύμφωνα με τη θεωρία, η κάμψη του
φωτός γίνεται με την παρουσία της ύλης στο Σύμπαν, που αναγκάζει τον
ιστό του χωροχρόνου να κυρτώνεται και να διαστρεβλώνεται.
Ο βαρυτικός εστιασμός είναι το αποτέλεσμα αυτής της διαστρέβλωσης του
χωροχρόνου, και
κυρίως εντοπίζεται γύρω πολύ μεγάλα σμήνη γαλαξιών. Λόγω της
βαρυτικής επίδρασης τόσο της ύλης των παρατηρήσιμων σμηνών όσο και της κρυφής
σκοτεινής ύλης, οι ακτίνες του φωτός κυρτώνουν καθώς διέρχονται γύρω από
το σμήνος. Αυτή η κάμψη του φωτός επιτρέπει σε ορισμένους χώρους να λειτουργήσουν ως
φυσικά βαρυτικά τηλεσκόπια, που ισχυροποιούν το εξασθενημένο φως των πολύ
μακρινών αντικειμένων.
Όπου τα τηλεσκόπια πάνω στη Γη αδυνατούν να αντιληφθούν τέτοια αμυδρά και
μακρινά αντικείμενα, που οφείλεται στη θόλωση που προκαλεί η γήινη
ατμόσφαιρα, ο συνδυασμός των παρατηρήσεων του Hubble και της μεγέθυνσης
από τους
βαρυτικούς φακούς δίνει στους αστρονόμους ένα ισχυρό εργαλείο για να
παρατηρήσουν αυτά τα φευγαλέα αντικείμενα.
Αυτή η τεχνική έχει ήδη χρησιμοποιηθεί πολλές φορές από το
παρατηρητήριο Hubble και
έχει βοήθησε τους αστρονόμους να βρούν και να μελετήσουν πολλούς από τους πιο μακρινούς
γνωστούς γαλαξίες.
|
