Na tomto snímku z Hubbleova vesmírného dalekohledu je něco velmi zvláštního. Když se podíváte pozorně, můžete vidět dvě téměř zrcadlové snímky, oranžově zbarvené galaxie, zdánlivě spojené dlouhým vláknem.
Fascinující je, že to vůbec nejsou dvě galaxie, ale jedna, pojmenovaná SGAS J143845+145407. Zdá se, že jsou dva, a to díky způsobu, jakým gravitace masivního objektu (nebo objektů, jako je kupa galaxií) deformuje prostor, kterým prochází vzdálené světlo.
Představte si, že položíte těžké závaží na trampolínu, kde závaží představuje kupu galaxií a podložka trampolíny představuje časoprostor. Nyní hoďte několik kuliček z jedné strany trampolíny na druhou. Jejich normálně „rovné“ dráhy se budou zdát zakřivené podél různých drah, ne nepodobné paprskům světla procházejícím zdeformovaným prostorem.
Tento vtip gravitační čočky, nazývaný gravitační čočka, lze použít ke zvětšení světla galaxií v pozadí, které by byly příliš vzdálené na to, aby je bylo možné vidět v mnoha detailech, jak je znázorněno na obrázku níže.
Ilustrace gravitační čočky. (NASA, ESA a L. Calçada)
Gravitační čočky jako tato mohou být proto důležitým nástrojem pro pochopení vzdáleného vesmíru.
Někdy může být toto světlo skutečně rozmazané a zdeformované, jak je vidět na nedávném snímku hlubokého pole z kosmického dalekohledu Jamese Webba. Tyto podivné, vratké objekty podobné červům jsou čočkovité galaxie. Když efekt čočky vede ke čtyřem snímkům vzdáleného objektu seskupených kolem centrální hmoty čočky, nazývá se to Einsteinův kříž.
SGAS J143845+145407 se objevuje přesně v tom správném bodě za malou kupou galaxií pro gravitační čočku, aby vytvořil dva téměř dokonalé snímky galaxie s bonusem, že oba vypadají větší a detailnější.
Světlo z SGAS J143845+145407 cestovalo asi 6,9 miliardy let, než se k nám dostalo. To je zhruba polovina současného věku vesmíru. Světlo kupy putovalo asi 2,8 miliardy let.
Zrcadlové snímky SGAS J143845+145407 kolem gravitační čočky. (ESA/Hubble & NASA, J. Rigby)
SGAS J143845+145407 je vědecky zajímavá, protože je to svítící infračervená galaxie, která poměrně jasně září díky vysoké aktivitě tvorby hvězd. Studium galaxií, jako je ona, může vědcům pomoci porozumět formování hvězd a tomu, jak se měnil v průběhu historie vesmíru; pro tento druh práce mohou být gravitační čočky neocenitelné.
Pomocí gravitační čočky byli vědci nedávno schopni rekonstruovat rozložení formování hvězd v SGAS J143845+145407 a studovat podrobnosti procesu. Zjistili, že galaxie je docela typická svým typem, kteréžto informace budou schopny pomoci uvést do kontextu a charakterizovat jiné galaxie.
Očekává se, že Webb odhalí ještě více detailů, ale HST způsobil revoluci ve studiu čočkovitých galaxií. Jeho pozorování byla první, která rozřešila detaily uvnitř čočkovitých galaxií, což vědcům poskytlo neuvěřitelné nové okno do raného vesmíru.
Snímek byl zveřejněn na webu HST.