Przez ostatnie 25 lat,
Teleskop Kosmiczny Hubble'a odkrywał odległy Wszechświat zaglądając coraz głębiej
poprzez Głębokie Pole Hubble'a (HDF) i Ultragłębokie Pole Hubble'a (UDF).
Hubble podjął 'wyzwanie nowego ambitnego programu
by odkryć najdalsze rubieże Wszechświata.
Witajcie w kolejnym odcinku Hubblecast!
W roku 2013 Hubble rozpoczął kampanię
mającą na celu uchwycić bardzo głębokie obrazy
jednych z najbardziej masywnych struktur we Wszechświecie
- gromad galaktyk.
Program Frontier Fields (Pola Pogranicza)
wykorzystuje sześć takich gigantów
by zajrzeć w najdalsze zakątki Wszechświata.
Ogromna ilość masy zawarta w gromadzie galaktyk oznacza
że zakrzywia ona przestrzeń wokół siebie
i działa jak gigantyczne szkło powiększające.
Proces ten jest znany jako soczewkowanie grawitacyjne
i pozwala astronomom badać obiekty leżąca za gromadą
w bardzo odległym Wszechświecie
które normalnie byłyby zbyt słabe do zaobserwowania
nawet dla Hubble'a.
Abell 2744.
Jeden z pierwszych i najbardziej ujmujących celów programu Frontier Fields.
Podobnie do wszystkich dużych gromad galaktyk,
kolosalna masa Abell 2744 wykrzywia przestrzeń wokół niej
i wzmacnia światło odległych galaktyk leżących za nią.
To daje efekt w postaci dziwnych i wspaniałych aranżacji wykrzywionego światła
w formie łuków i wykrzywionych kształtów.
Powiększone przez Abell 2744,
niektóre z jak dotąd najbardziej odległych galaktyk stały się widoczne.
Te galaktyki są tak odległe
że ich światło które Hubble uchwycił
zostało wyemitowane kiedy Wszechświat miał zaledwie 500 milionów lat.
Te odległe galaktyki
- jedne z pierwszych jakie powstały we Wszechświecie -
dają astronomom możliwość spojrzenia na warunki jakie panowały we wczesnym Wszechświecie.
Jedna z najodleglejszych badanych gromad
to MACS J1149.5+2223
- tak odległa że jej światło podróżuje do nas 5 miliardów lat!
Wykorzystując tę gromadę
Hubble uchwycił po raz pierwszy rzadkie wydarzenie:
grawitacyjnie soczewkowany obraz supernowej,
rozłożone czterokrotnie przez jedną z galaktyk gromady.
Światło umierającej gwiazdy
zostało wzmocnione przez masę gromady.
A ponieważ jest położone na linii jednej z galaktyk w gromadzie,
zostało rozdzielone na cztery osobne obrazy.
Badając soczewkowanie grawitacyjne,
astronomowie są w stanie określić całkowitą ilość masy w gromadach galaktyk.
Teraz, takie mapowanie jest bardzo przydatnym narzędziem
w poszukiwaniu jednego z najbardziej nieuchwytnych elementów Wszechświata
- ciemnej materii.
Jeśli gromada galaktyk
zawierałaby tylko materię którą widzimy bezpośrednio,
nigdy nie miałaby zdolności grawitacyjnych by zakrzywić światło tak jak obserwujemy.
Tak więc musi być obecna dodatkowa ciemna materia,
zaś soczewkowanie grawitacyjne mówi nam jak ta ciemna materia jest rozłożona
w całej gromadzie.
W przypadku MACSJ1149,
nasze rozeznanie w rozłożeniu ciemnej materii jest tak dobre
że pozwoliło przewidzieć pojawienie się piątego obrazu soczewkowanej supernowej
w grudniu 2015 roku,
i, patrzcie i podziwiajcie,
zaobserwowano je zgodnie z przewidywaniami.
Obok obserwacji gromad,
Hubble wykorzystuje swoje liczne instrumenty podczas obserwacji gromad
obserwując sześć równolegle położonych pól
- rejonów blisko gromad galaktyk.
Choć te pobliskie obrazy nie mogą zostać wykorzystane w soczewkowaniu grawitacyjnym,
Hubble wykorzystuje je do głębokich obserwacji
i w ten sposób otwiera astronomom
jeszcze większe okno na wczesny Wszechświat.
Jak dotąd,
Hubble ukończył obserwacje trzech z sześciu gromad Frontier Fields
oraz ich pól równoległych.
Te dane już mówią nam wiele o bardzo wczesnym Wszechświecie
i torują drogę dla Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba
w jego poszukiwaniu pierwszego pokolenia galaktyk.
Żegna się z wami Dr J, prowadzący Hubblecast.
Po raz kolejny,
natura przerosła
nasze najśmielsze oczekiwania.
Transkrypcja: ESO; tłumaczenie: Mariusz Herbich.