12 képet eredményezett a gravitációs lencsehatás

A gravitációs lencsehatás az a folyamat, amelynek során egy távolabbi objektumról érkező fényt egy közelebbi, nagy tömegű objektum gravitációja kitérít, s ennek hatására a látható képe megtöbbszöröződik. A hatás az általános relativitáselméletből következik, s a nagy tömegű égi objektumok, mint pl. fekete lyukak, galaxisok, galaxishalmazok képesek a látványos eredményt adó képeket létrehozni. A gravitációs lencse hasonlóan viselkedik, mint egy közönséges optikai lencse.

A Hubble Űrteleszkóp egy 11 milliárd fényévre lévő galaxisról az erős lencsehatás révén legalább 12-szeres képet fedezett fel, a megtöbbszörözött távoli galaxis ívekbe rendeződve látható a felvételen. A Sunburst Arc néven emlegetett, de hivatalosan PSZ1 G311.65-18.48 jelű fiatal galaxis fényét nem csak megsokszorozza az útban lévő közelebbi galaxishalmaz tömege, hanem fel is erősíti, a különböző „másolataiban” eredeti fényességének 10-30-szorosára is. Ennek azért van jelentősége, mert így láthatóvá, mérhetővé válnak a rendkívül távoli galaxis tulajdonságai is.

A lencsehatás révén feltáruló részletek 520 fényév nagyságúak, ez pedig sokszorosa annak, amit a lencsehatás nélkül észlelhetne a Hubble egy ilyen távoli objektumban. Az így megfigyelhető struktúrák arányukban hasonlóak a közelebbi galaxisokból ismert csillagkeletkezési régiókhoz, és a megfigyelt galaxisban csillagkeletkezés is zajlik.
A Sunburst Arc galaxis nagyon hasonló azokhoz, az univerzumunk keletkezése után igen gyorsan, mindössze 150 millió évvel az ősrobbanást követően kialakult galaxisokhoz, amelyeknek köszönhetően véget ért a világegyetem legelső, sötét korszaka. Ekkor a kisugárzott nagyenergiás fotonok hatására (ez észlelhető ultraibolya sugárzás formájában) olyan ionizációs folyamat kezdődött el, amelynek hatására az űrt kitöltő hidrogén nagy részben ionizált állapotba került. Ehhez azonban ezeknek a nagyenergiás fotonoknak ki kellett jutniuk a saját galaxisukból, s eddig meglehetősen kevés, ráadásul ellentmondásos példát sikerült csak találni e folyamatra.

A Hubble felvételén a lencsehatásnak köszönhetően lehet tanulmányozni az elméletekben megjósolt folyamatot, egy nemzetközi kutatócsoport már számításokat is végzett. A Sunburst Arc galaxis, bár későbbi időszakból való, a megszökni képes nagyenergiás fotonokra jellemző ultraibolya tartományú sugárzást mutat, így a segítségével megfigyelhetőek lehetnek az univerzumunk ezen igen korai eseményei. A kutatók elemezték a lencsehatás által felerősített képeket, s megbecsülték, hogy milyen arányban juthatnak ki a nagyenergiás fotonok a galaxisból, és a vizsgálataikról a Science tudományos folyóiratban be is számoltak.