Van een JPL-persbericht:
Zien is geloven, behalve als je niet gelooft wat je ziet. De galactische groepering, ontdekt door NASA's Spitzer Space Telescope, werd waargenomen zoals ze bestond toen het universum ongeveer een kwart van zijn huidige leeftijd van 13,7 miljard jaar was.
De gigantische boog is de uitgerekte vorm van een verder verwijderd sterrenstelsel waarvan het licht wordt vervormd door de krachtige zwaartekracht van het monstercluster, een effect dat zwaartekrachtlensing wordt genoemd. Het probleem is dat de boog niet mag bestaan.
"Toen ik het voor het eerst zag, bleef ik ernaar staren, denkend dat het zou verdwijnen", zegt studieleider Anthony Gonzalez van de Universiteit van Florida in Gainesville, wiens team onderzoekers omvat van NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californië. "Volgens een statistische analyse, bogen zouden op die afstand uiterst zeldzaam moeten zijn. In dat vroege tijdperk is de verwachting dat er niet genoeg sterrenstelsels achter de cluster zijn die helder genoeg zijn om te worden gezien, zelfs als ze door de cluster zijn 'gelensd' of vervormd. Het andere probleem is dat clusters van sterrenstelsels minder zwaar worden naarmate je verder teruggaat in de tijd. Het is dus moeilijker om een cluster te vinden met voldoende massa om een goede lens te zijn om het licht vanuit een verre melkweg gravitatiebuigend te buigen. "
Clusters van sterrenstelsels zijn verzamelingen van honderden tot duizenden sterrenstelsels die door zwaartekracht met elkaar zijn verbonden. Het zijn de meest massieve structuren in ons universum. Astronomen bestuderen regelmatig sterrenstelselclusters om naar verre, uitvergrote sterrenstelsels te zoeken die anders te zwak zouden zijn om met telescopen te zien. Veel van dergelijke zwaartekrachtlenzenstelsels zijn gevonden achter sterrenstelsels dichter bij de aarde.
De verrassing in deze Hubble-waarneming is het spotten van een sterrenstelsel dat is geobserveerd door een extreem ver cluster. Nagesynchroniseerd IDCS J1426.5 + 3508, de cluster is de meest massieve gevonden in dat tijdperk, met een gewicht van maar liefst 500 biljoen zonnen. Het is 5 tot 10 keer groter dan andere clusters die zo vroeg in de geschiedenis van het universum zijn gevonden. Het team zag het cluster tijdens een zoektocht met behulp van NASA's Spitzer-ruimtetelescoop in combinatie met optische archiefbeelden die zijn gemaakt als onderdeel van de Deep Optical Field Survey van de National Optical Astronomy Observatory in het Kitt Peak National Observatory, Tucson, Ariz. De gecombineerde beelden lieten hen zien de cluster als een groep van zeer rode sterrenstelsels, wat aangeeft dat ze ver weg zijn.
Dit unieke systeem vormt het verst verwijderde cluster dat bekend staat als een gigantische gravitatieboog. Het vinden van deze oeroude gravitatieboog kan inzicht geven in hoe, tijdens de eerste momenten na de oerknal, voorwaarden werden geschapen voor de groei van forse clusters in het vroege universum.
De boog werd opgemerkt in optische beelden van de cluster die in 2010 werd gemaakt door Hubble's Advanced Camera for Surveys. De infraroodmogelijkheden van Hubble's Wide Field Camera 3 zorgden voor een nauwkeurige afstand, wat bevestigt dat het een van de verste clusters is die tot nu toe zijn ontdekt.
Nadat de astronomen de afstand van het cluster hadden bepaald, gebruikten ze Hubble, de Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy (CARMA) -radiotelescoop en NASA's Chandra X-ray Observatory om onafhankelijk te laten zien dat de galactische groepering extreem groot is.
"De kans om zo vroeg in het universum zo'n gigantische cluster te vinden, was minder dan een procent in het kleine gebied dat we hebben onderzocht", zegt teamlid Mark Brodwin van de University of Missouri-Kansas City. "Het deelt een evolutionair pad met enkele van de meest massieve clusters die we tegenwoordig zien, waaronder de Coma-cluster en de onlangs ontdekte El Gordo-cluster."
Uit een analyse van de boog bleek dat het lensobject een stervormend sterrenstelsel is dat 10 miljard tot 13 miljard jaar geleden bestond. Het team hoopt Hubble opnieuw te gebruiken om een nauwkeurigere afstand tot het lensstelsel te verkrijgen.
De resultaten van het team worden beschreven in drie artikelen, die vandaag online zullen verschijnen en zullen worden gepubliceerd in het nummer van 10 juli 2012 van The Astrophysical Journal. Gonzalez is de eerste auteur van een van de artikelen; Brodwin, op een andere; en Adam Stanford van de University of California in Davis, op de derde. Daniel Stern en Peter Eisenhardt van JPL zijn co-auteurs op alle drie de papers.
Bijschrift afbeelding leiden: Deze beelden, gemaakt door de Hubble-ruimtetelescoop van NASA, tonen een boog van blauw licht achter een extreem massieve cluster van sterrenstelsels die 10 miljard lichtjaar van ons verwijderd zijn. Afbeelding tegoed: NASA / ESA / University of Florida, Gainsville / University of Missouri-Kansas City / UC Davis
