Прекрасното изображение, което екипът на Хъбъл ни предоставя, показва астрономически обект, който бива увеличен благодарение на ефекта на гравитационна леща. Галактиката, наречена Sunburst Arc е отдалечена на 11 млрд. светлинни години и светлината от нея е увеличена от масивен галактически куп, намиращ се на 4.6 милиарда светлинни години от нас.
Масата има значение
Масата на галактическия куп е достатъчно голяма, за да може да изкривява светлината на галактиката, която се намира далеч зад нея. Това води до деформация на светлината на обекта, подобно на оптична леща, увеличавайки образа, но в случая и до увеличаване на бройката изображения.
В този случай, ефектът на гравитационна леща ни дава 12 (поне) образа на една и съща галактика, разпределени по четири основни дъги в изображението. Три от тях са видими в горната дясна част, а едната се намира в долната лява част, частично затъмнена от звезда в Млечния път.
Гравитационната леща – реалната полза
Хъбъл използва тези космически лещи, за да наблюдава обекти, които иначе са твърде малки или твърде бледи дори за неговата чувствителна техника. Sunburst Arc не е изключение, въпреки, че това е една от най-ярките галактики, наблюдавани чрез гравитационна леща.
Този ефект прави различните изображения на галактиката Sunburst Arc между 10 до 30 пъти по-ярки. Това позволява на Хъбъл да различава структури в нея с размер до едва 520 светлинни години – нещо, което е напълно немислимо иначе за обект на такова далечно разстояние. Така можем да наблюдаваме звездообразуващите райони и да ги сравняваме с тези в нашата галактика.
Новите знания за старите епохи
Наблюденията на Хъбъл показват, че галактиката Sunburst Arc е от типа галактики съществували в много ранен етап от историята на Вселената – епохата на рейонизацията. Епоха, която започва едва 150 милиона години след Големия взрив.
Тази епоха е ключова в развитието на ранната Вселена след завършването на Тъмните векове преди появата на първите звезди, в която Вселената е тъмна и изпълнена с водородни, електронеутрални атоми. След образуването на първите звезди, те започват да излъчват светлина, произвеждайки високоенергийни фотони, необходими за йонизиране на съществуващия електронеутрален водород.
Това превръща съществуващата материя в преобладаваща йонизирана форма, в която тя съществува и днес. Въпреки това, за да йонизира водорода, съдържащ се между галактиките, това излъчване, тези фотони би трябвало да могат да напуснат галактиката, от която се излъчват, без преди това да бъдат погълнати от междузвездната материя вътре в нея. За сега са открити съвсем малък брой ранни галактики, които са пропускали излъчване в дълбокото пространство, и не е ясно как изобщо светлината е успявала да избяга от тях.
Благодарение на ефекта на гравитационните лещи и анализите на Sunburst Arc можем да добавим още парчета знания към пъзела – някои фотони в ранните галактики са могли да напуснат галактиката през тесни канали в иначе неутралната среда, богата на газ. Това е първото реално наблюдение на този процес, който иначе е предмет на дълго теоретизиране. Макар да е малко вероятно именно този процес да е основният механизъм, чрез който е осъществено рейонизирането, все пак е възможно да е дал тласък за него.
