Vijfvoudige quasar zwaartekrachtlens. Klik om te vergroten
De krachtigste telescopen in het heelal zijn relatief nabije sterrenstelsels, die het licht van verder weg gelegen objecten vervormen en focussen. Genoemde gravitatielenzen, die willekeurig voorkomen, zijn een zegen voor astronomen omdat ze het mogelijk maken dat krachtige telescopen, zoals Hubble, nog verder het heelal in kijken. Deze Hubble-opname is de eerste 'vijfvoudige quasar' die ooit is gezien, waarbij een heel sterrenstelsel perfect een verder weg gelegen quasar scherpstelt - 12 miljard lichtjaar verwijderd.
De Hubble-ruimtetelescoop van NASA heeft de allereerste foto gemaakt van een groep van vijf sterrenachtige beelden van een enkele quasar op afstand.
Het effect van meerdere afbeeldingen in het Hubble-beeld wordt geproduceerd door een proces dat zwaartekrachtlensing wordt genoemd, waarbij het zwaartekrachtveld van een massief object - in dit geval een cluster van sterrenstelsels - het licht van een object buigt en versterkt - in dit geval een quasar - verder erachter.
Hoewel er veel voorbeelden van zwaartekrachtlensing zijn waargenomen, is deze 'vijfvoudige quasar' tot nu toe het enige geval waarin meerdere quasaire beelden worden geproduceerd door een hele melkwegcluster die werkt als een zwaartekrachtlens.
De quasar op de achtergrond is de schitterende kern van een sterrenstelsel. Het wordt aangedreven door een zwart gat, dat gas en stof verslindt en daarbij een lichtstraal creëert. Wanneer het licht van de quasar door het zwaartekrachtveld van de cluster van sterrenstelsels gaat dat tussen ons en de quasar ligt, wordt het licht zodanig door het ruimtevervormende zwaartekrachtveld gebogen dat vijf afzonderlijke beelden van het object worden geproduceerd rond het centrum van de cluster. Het vijfde quasarbeeld is rechts van de kern van het centrale sterrenstelsel in de cluster ingebed. De cluster creëert ook een spinnenweb van beelden van andere verre melkwegstelsels die door zwaartekracht in bogen zijn gelensd.
De melkwegcluster die de lens maakt, staat bekend als SDSS J1004 + 4112 en werd ontdekt in de Sloan Digital Sky Survey. Het is een van de verder verwijderde clusters (zeven miljard lichtjaar verwijderd) en wordt gezien zoals het verscheen toen het universum de helft van zijn huidige leeftijd had.
Spectrale gegevens genomen met de Keck I 10-meter telescoop laten zien dat dit afbeeldingen zijn van hetzelfde sterrenstelsel. De spectrale resultaten komen overeen met die van een lensmodel en zijn alleen gebaseerd op de beeldposities en metingen van het licht dat door de quasar wordt uitgezonden.
Een zwaartekrachtlens zal altijd een oneven aantal lensbeelden produceren, maar één beeld is meestal erg zwak en diep ingebed in het licht van het lensobject zelf. Hoewel eerdere waarnemingen van SDSS J1004 + 4112 vier van de afbeeldingen van dit systeem hebben onthuld, zorgen Hubble's scherpe zicht en de sterke vergroting van deze zwaartekrachtlens ervoor dat een vijfde afbeelding ver genoeg van de kern van het centrale beeldstelsel wordt geplaatst om het zichtbaar te maken als goed.
De melkweg die de achtergrondquasar host, bevindt zich op een afstand van 10 miljard lichtjaar. Het quasar-sterrenstelsel is in de afbeelding te zien als meerdere zwakke rode bogen. Dit is het meest sterk vergrote quasar-sterrenstelsel ooit gezien.
De Hubble-foto toont ook een groot aantal uitgerekte bogen die verder weg gelegen melkwegstelsels zijn die achter de cluster liggen en die elk zijn opgesplitst in meerdere vervormde beelden. Het verste tot nu toe geïdentificeerde en bevestigde sterrenstelsel is 12 miljard lichtjaar verwijderd (wat overeenkomt met slechts 1,8 miljard jaar na de oerknal).
Door deze afbeelding te vergelijken met een foto van de cluster die een jaar eerder met Hubble was verkregen, ontdekten de onderzoekers een zeldzame gebeurtenis: een supernova die explodeerde in een van de clusterstelsels. De supernova explodeerde zeven miljard jaar geleden en de gegevens worden, samen met andere supernova-waarnemingen, gebruikt om te proberen te reconstrueren hoe het universum door deze explosies werd verrijkt met zware elementen.
Oorspronkelijke bron: Hubble News Release
