Иногда существует случайное выравнивание - далеко во вселенной, где объекты разделены невообразимыми расстояниями, измеряемыми в миллиардах световых лет, - когда кластер галактики на переднем плане пересекает свет от еще более отдаленного объекта. Соединение воспроизводит визуальные трюки, где скопление галактик действует как линза, увеличивая и сгибая дальний свет.
Редкое космическое выравнивание может принести дальнюю вселенную в поле зрения. Теперь астрономы наткнулись на сюрприз: они обнаружили еще самое дальнее космическое увеличительное стекло из всех.
Рассмотренный выше, как это выглядело 9,6 миллиардов лет назад, эта чудовищная эллиптическая галактика побивает предыдущего рекордсмена на 200 миллионов световых лет. Он изгибает, искажает и увеличивает далекую спиральную галактику, свет которой достиг 10,7 миллиардов лет, чтобы достичь Земли.
«Когда вы смотрите более 9 миллиардов лет назад в ранней Вселенной, вы вообще не ожидаете найти этот тип линз галактики-галактики», - сказал ведущий исследователь Ким-Ви Тран из Техасского университета A & M в пресс-релизе Хаббла.
«Представьте себе, что вы держите увеличительное стекло рядом с собой, а затем двигаете его намного дальше. Когда вы смотрите через увеличительное стекло на расстоянии вытянутой руки, велики шансы, что вы увидите увеличенный объект. Но если вы проведете увеличительное стекло по комнате, ваши шансы увидеть увеличительное стекло почти идеально выровненным с другим объектом за его пределами уменьшатся ».
Команда изучала звездообразование на основе данных, собранных Обсерваторией В. М. Кека на Гавайях, когда они обнаружили сильное обнаружение горячего газообразного водорода, который, по-видимому, возник из массивной яркой эллиптической галактики. Это показалось команде странным. Горячий водород - явный признак рождения звезды, но он был обнаружен в галактике, которая выглядела слишком старой, чтобы образовывать новые звезды.
«Я был очень удивлен и встревожен», - вспоминает Тран. «Я думал, что мы сделали большую ошибку с нашими наблюдениями».
Таким образом, Тран перерыл архивные изображения Хаббла, которые обнаружили размытый синий объект рядом с большим эллиптическим. Это была четкая подпись гравитационной линзы.
«Мы обнаружили, что свет от линзирующей галактики и от фоновой галактики смешивался с наземными данными, что нас смущало», - сказала соавтор Йельского университета Ивелина Момчева. «Данные спектроскопии Кека намекали на то, что здесь происходит что-то интересное, но только с помощью спектроскопии высокого разрешения Хаббла мы смогли отделить линзирующую галактику от более отдаленной фоновой галактики и определить, что они находились на разных расстояниях». Данные Хаббла также выявили характерный вид системы, в центре которой находится объектив переднего плана, с одной стороны по бокам яркая дуга, а с другой - слабое пятно - оба искаженные изображения фоновой галактики. Нам нужно было сочетание изображений и спектроскопии, чтобы решить головоломку ».
Измеряя интенсивность света фоновой галактики, команда смогла измерить общую массу гигантской галактики. В целом он весит в 180 миллиардов раз больше, чем наше Солнце. Хотя это может показаться большим, на самом деле он весит в четыре раза меньше, чем галактика Млечный путь.
«Мы знаем о сотнях линзовых галактик, но почти все они относительно близки в космическом плане», - сказал ведущий автор Кеннет Вонг из Института астрономии и астрофизики Academia Sinica. «Найти линзу так далеко, как эта, - особенное открытие, потому что мы можем узнать о содержании темной материи в галактиках в далеком прошлом. Сравнивая наш анализ этой галактики линз с более близкими линзами, мы можем начать понимать, как содержание темной материи эволюционировало с течением времени ».
Интересно, что линзирующая галактика имеет недостаточный вес с точки зрения содержания темной материи. В прошлом астрономы предполагали, что темная материя и нормальная материя со временем накапливаются в галактике одинаково. Но эта галактика предполагает, что это не так.
Результаты команды появились в выпуске Astrophysical Journal Letters от 10 июля и доступны онлайн.
