O nouă imagine a clusterului de galaxii cunoscută sub numele de „El Gordo” dezvăluie obiecte îndepărtate și „prăfuite” nemaivăzute până acum.
Imaginea în infraroșu, realizată de telescopul spațial James Webb al NASA, arată o varietate de galaxii de fundal neobișnuite, distorsionate, care au fost doar sugerate în imaginile anterioare ale telescopului spațial Hubble.
El Gordo este un grup de sute de galaxii care existau când universul avea 6,2 miliarde de ani, ceea ce îl face un „adolescent cosmic”. Este cel mai masiv cluster cunoscut la acea vreme. („El Gordo” vine din limba spaniolă și înseamnă „Cel Gras”).
Echipa a vizat El Gordo pentru că acționează ca o lupă naturală, cosmică, printr-un fenomen cunoscut sub numele de lentilă gravitațională. Gravitația sa puternică „îndoaie” și distorsionează lumina obiectelor aflate în spatele ei, la fel ca o lentilă de ochelari.
„Efectul de lentilă gravitațională manifestat de El Gordo mărește luminozitatea și mărește dimensiunile galaxiilor îndepărtate. Acest efect de lentilă oferă o fereastră unică către universul îndepărtat”, a spus Brenda Frye de la Universitatea din Arizona.
Frye este unul dintre cei doi conducători ai ramurii PEARLS-Clusters a echipei Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science (PEARLS) și autorul principal al uneia dintre cele patru lucrări care analizează observațiile El Gordo.
Cârligul de pescuit
În imaginea lui El Gordo, una dintre cele mai izbitoare caracteristici este un arc strălucitor reprezentat în roșu în dreapta sus. El a fost poreclit „El Anzuelo” (Cârligul de pește) de către unul dintre studenții lui Frye. Luminii din această galaxie i-au trebuit 10,6 miliarde de ani pentru a ajunge pe Pământ. Culoarea sa roșie distinctivă se datorează unei combinații de înroșire provocată de praful din interiorul galaxiei în sine și deplasarea cosmologică către roșu din cauza distanței sale extreme.
Corectând distorsiunile create de lentile, echipa a reușit să determine că galaxia de fundal are formă de disc, dar are doar 26.000 de ani lumină în diametru – aproximativ un sfert din dimensiunea Căii Lactee. Specialiștii au putut, de asemenea, să studieze istoria formării stelelor din galaxie, constatând că formarea stelelor era deja în declin rapid în centrul galaxiei, un proces cunoscut sub numele de stingere.
„Am reușit să disecăm cu atenție giulgiul de praf care învăluie centrul galaxiei în care stelele se formează în mod active. Acum, cu Webb, putem cerceta prin acest nor gros, perdeaua de praf cu ușurință, permițându-ne să vedem direct ansamblul galaxiilor din interior spre exterior.”, a spus Patrick Kamieneski de la Universitatea de Stat din Arizona, autorul principal al unei a două lucrări.
„Cel Subțire”
O altă caracteristică proeminentă a imaginii oferite de Webb este o linie lungă, subțire ca un creion, în stânga centrului. Cunoscută sub numele de „La Flaca” (Cea Subțire), este o altă galaxie de fundal cu lentile a cărei lumină a ajuns pe Pământ după aproape 11 miliarde de ani.
Nu departe de La Flaca se află o altă galaxie cu efect de lentile gravitaționale. Când cercetătorii au examinat acea galaxie îndeaproape, au găsit o singură stea uriașă roșie pe care au poreclit-o Quyllur, care este termenul Quechua pentru stea.
Anterior, Hubble a găsit alte stele cu lentile (cum ar fi Earendel), dar toate erau supergigantice albastre. Quyllur este prima stea gigantică roșie individuală observată la peste un miliard de ani lumină de Pământ. Astfel de stele cu deplasare spre roșu ridicată sunt detectabile numai folosind filtrele infraroșu și sensibilitatea Webb.
„Este aproape imposibil să vezi stele gigantice roșii cu lentile decât dacă intri în infraroșu. Acesta este primul pe care l-am găsit cu Webb, dar ne așteptăm să vină multe altele”, a spus Jose Diego de la Instituto de Física de Cantabria din Spania, autorul principal al celei de-a treia lucrări despre El Gordo.
Alte obiecte din imaginea Webb, deși mai puțin proeminente, sunt la fel de interesante din punct de vedere științific. De exemplu, Frye și echipa ei (care include nouă studenți de la liceu până la absolvenți) au identificat cinci galaxii cu lentile multiple care par a fi un grup de galaxii care s-au format acum aproximativ 12,1 miliarde de ani. Există încă o duzină de galaxii candidate care pot face, de asemenea, parte din acest cluster îndepărtat.
„Deși sunt necesare date suplimentare pentru a confirma faptul că există 17 membri ai acestui cluster, este posibil să asistăm la un nou grup de galaxii care se formează chiar în fața ochilor noștri, la puțin peste un miliard de ani după Big Bang”, a arătat Frye.
O lucrare finală examinează galaxii foarte slabe, asemănătoare unor pete, cunoscute sub numele de galaxii ultra-difuze. După cum sugerează și numele, aceste obiecte, care sunt împrăștiate în clusterul El Gordo, au stelele lor larg răspândite în spațiu. Echipa a identificat unele dintre cele mai îndepărtate galaxii ultra-difuze observate vreodată, a căror lumină a călătorit 7,2 miliarde de ani pentru a ajunge la noi.
„Am examinat dacă proprietățile acestor galaxii sunt diferite de cele ale galaxiilor ultra-difuze pe care le vedem în universul local și, de fapt, vedem unele diferențe. În special, ele sunt mai albastre, mai tinere, mai extinse și mai uniform distribuite în întregul cluster. Acest lucru sugerează că viața în mediul cluster în ultimii 6 miliarde de ani a avut un efect semnificativ asupra acestor galaxii”, a explicat Timothy Carleton de la Universitatea de Stat din Arizona, autorul principal al celei de-a patra lucrări.
„Lentilele gravitaționale au fost prezise de Albert Einstein acum mai bine de 100 de ani. În clusterul El Gordo, vedem puterea lentilelor gravitaționale în acțiune. Imaginile PEARLS din El Gordo sunt superbe ieșite din lumea asta. Și ne-au arătat cum Webb poate debloca cufărul cu comori al lui Einstein.”, a concluzionat Rogier Windhorst de la Universitatea de Stat din Arizona, cercetător principal al programului PEARLS.
Autor: Corina Gheorghe
Foto: NASA
