Fünffache Quasar-Gravitationslinse. klicken um zu vergrößern
Die stärksten Teleskope im Universum sind relativ nahe gelegene Galaxien, die das Licht entfernterer Objekte verziehen und fokussieren. Genannte Gravitationslinsen, die zufällig auftreten, sind ein Segen für Astronomen, da sie es leistungsstarken Teleskopen wie Hubble ermöglichen, noch weiter in das Universum hinauszuschauen. Dieses Hubble-Bild ist der erste „fünffache Quasar“, bei dem eine ganze Galaxie einen weiter entfernten Quasar perfekt fokussiert - 12 Milliarden Lichtjahre entfernt.
Das Hubble-Weltraumteleskop der NASA hat das erste Bild einer Gruppe von fünf sternförmigen Bildern eines einzelnen entfernten Quasars aufgenommen.
Der im Hubble-Bild gezeigte Mehrbildeffekt wird durch einen als Gravitationslinsen bezeichneten Prozess erzeugt, bei dem das Gravitationsfeld eines massiven Objekts - in diesem Fall eines Galaxienhaufens - das Licht eines Objekts biegt und verstärkt - in diesem Fall. ein Quasar - weiter dahinter.
Obwohl viele Beispiele für Gravitationslinsen beobachtet wurden, ist dieser „fünffache Quasar“ bislang der einzige Fall, in dem mehrere Quasarbilder von einem gesamten Galaxienhaufen erzeugt werden, der als Gravitationslinse fungiert.
Der Hintergrundquasar ist der brillante Kern einer Galaxie. Es wird von einem Schwarzen Loch angetrieben, das Gas und Staub verschlingt und dabei einen Lichtstrahl erzeugt. Wenn das Licht des Quasars durch das Schwerefeld des zwischen uns und dem Quasar liegenden Galaxienhaufens fällt, wird das Licht durch das raumverzerrende Schwerkraftfeld so gebogen, dass fünf separate Bilder des Objekts erzeugt werden, die das Zentrum des Clusters umgeben. Das fünfte Quasarbild ist rechts vom Kern der Zentralgalaxie im Cluster eingebettet. Der Cluster erzeugt auch ein Spinnennetz aus Bildern anderer entfernter Galaxien, die durch Gravitation in Bögen eingeteilt sind.
Der Galaxienhaufen, aus dem die Linse besteht, ist als SDSS J1004 + 4112 bekannt und wurde im Sloan Digital Sky Survey entdeckt. Es ist einer der entfernteren bekannten Cluster (sieben Milliarden Lichtjahre entfernt) und wird so gesehen, wie es erschien, als das Universum halb so alt war wie heute.
Mit dem 10-Meter-Teleskop Keck I aufgenommene Spektraldaten zeigen, dass es sich um Bilder derselben Galaxie handelt. Die spektralen Ergebnisse stimmen mit denen überein, die von einem Linsenmodell abgeleitet wurden, das nur auf den Bildpositionen und Messungen des vom Quasar emittierten Lichts basiert.
Eine Gravitationslinse erzeugt immer eine ungerade Anzahl von Linsenbildern, aber ein Bild ist normalerweise sehr schwach und tief im Licht des Linsenobjekts selbst eingebettet. Obwohl frühere Beobachtungen von SDSS J1004 + 4112 vier der Bilder dieses Systems ergeben haben, platzieren Hubbles scharfes Sehen und die hohe Vergrößerung dieser Gravitationslinse zusammen ein fünftes Bild weit genug vom Kern der zentralen Bildgebungsgalaxie entfernt, um es sichtbar zu machen Gut.
Die Galaxie, in der sich der Hintergrundquasar befindet, befindet sich in einer Entfernung von 10 Milliarden Lichtjahren. Die Quasar-Wirtsgalaxie ist im Bild als mehrere schwache rote Bögen zu sehen. Dies ist die am stärksten vergrößerte Quasar-Wirtsgalaxie, die jemals gesehen wurde.
Das Hubble-Bild zeigt auch eine große Anzahl gestreckter Bögen, bei denen es sich um weiter entfernte Galaxien handelt, die hinter dem Cluster liegen und von denen jedes in mehrere verzerrte Bilder aufgeteilt ist. Die am weitesten entfernte Galaxie, die bisher identifiziert und bestätigt wurde, ist 12 Milliarden Lichtjahre entfernt (dies entspricht nur 1,8 Milliarden Jahren nach dem Urknall).
Durch den Vergleich dieses Bildes mit einem Bild des Clusters, das ein Jahr zuvor mit Hubble aufgenommen wurde, entdeckten die Forscher ein seltenes Ereignis - eine Supernova, die in einer der Clustergalaxien explodierte. Die Supernova explodierte vor sieben Milliarden Jahren, und die Daten werden zusammen mit anderen Supernova-Beobachtungen verwendet, um zu rekonstruieren, wie das Universum durch diese Explosionen durch schwere Elemente angereichert wurde.
Originalquelle: Hubble-Pressemitteilung
