Opazovanja oddaljene, gravitacijsko lečene galaksije s kompaktnim poljem teleskopov ALMA so nam postregla z neverjetnimi podrobnostmi. Posnetki nam prikazujejo povečana območja nastajanja zvezd - gre za daleč najbolj podroben pogled v zvezdne porodnišnice, ki se nahajajo v tako oddaljeni galaksiji. Med drugim na slikah vidimo skupke, v katerih nastajajo zvezde, podobne Orionovi meglici v naši Galaksiji.
ALMA (ang. Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) je polje radijskih teleskopov v puščavi Atacama v Čilu. S pomočjo interferometrije, ki se tipično uporablja pri radijskih opazovanjih, ALMA dosega ločljivosti do 0.01 ločnih sekund. Je največji in najbolj občutljiv radijski teleskop na svetu. ALMA je bila zgrajena z namenom opazovanja najbolj oddaljenih zvezd in galaksij v Vesolju, za raziskovanje področij, v katerih aktivno nastajajo zvezde in planeti, za vpogled v kemijsko zgradbo orjaških oblakov plina in prahu, itd.
Levo: slika dela neba, kjer se nahaja opazovana galaksija (HST). Sredina: posnetek galaksije SDP.81, pri čemer je bila slika masivne galaksije - leče odstranjena (ALMA). Desno: rekonstrukcija galaksije SDP.81 (ALMA+model). Vir:ESO
Pred približno pol leta je bila z Almo opazovana galaksija HATLAS J090311.6+003906, znana tudi pod oznako SDP.81. Ta galaksija je posebna, saj se njena svetloba gravitacijsko leči na masivni galaksiji [1], ki se nahaja med nami in SDP.81. Kot posledica lečenja je slika galaksije povečana - zato jo kljub njeni oddaljenosti lahko opazujemo - in ukrivljena. Slika predstavlja skoraj popoln primer t.i. Einsteinovega obroča [2].
Kar sedem različnih skupin je neodvisno obdelalo podatke, pridobljene z opazovanji. Rezultati so izredno bogati, saj nam razkrivajo lastnosti galaksije, kot so njena oblika, struktura, kinematika, itd. Tako dobri rezultati so posledica ločljivosti slike galaksije, posnete z Almo, ki je petkrat višja od ločljivosti slike Vesoljskega teleskopa Hubble. Uporaba natančnih modelov je omogočila rekonstruirati sliko galaksije (odpraviti posledice lečenja) ter razkrila pred tem še neodkrite strukture - velikanske oblake prahu in molekularnega plina, v katerih se rojevajo zvezde. Ločljivost znanstvenikom omogoča opazovanje oblakov, večjih od 200 svetlobnih let.
Spektralne informacije so znanstvenikom omogočile izmeriti način vrtenja galaksije ter njeno maso. Podatki kažejo, da so oblaki v galaksiji nestabilni in se sesedajo, kar bo sčasoma privedlo do nastanka novih, manjših oblakov in sčasoma do nastanka novih zvezd.
Modeliranje je pokazalo tudi, da leča (masivna galaksija) v svojem središču vsebuje supermasivno črno luknjo [3]. Centralni del galaksije SDP.81 je pretemen, da bi ga lahko detektirali, kar pomeni, da mora imeti leča črno luknjo z maso 200-300 milijonov mas Sonca.
V bližnji prihodnosti se lahko nadejamo, da nas bo ALMA presenetila z novimi podrobnostmi iz globin Vesolja.
---------------------------------------------
[1] Svetloba, ki jo danes opazujemo, je zapustila galaksijo SDP.81, ko je imelo Vesolje zgolj 15% današnje starosti, oziroma 2.4 milijarde let po Velikem poku. Do nas je svetloba potovala več kot dvakrat dlje od starosti Zemlje (11.2 milijarde let). Masivna galaksija med SDP.81 in nami je relativno blizu nas - oddaljena je približno štiri milijarde svetlobnih let.
[2] Gravitacijske leče so bile napovedane kot eden izmed produktov Einsteinove splošne teorije relativnosti, ki pravi, da masa ukrivlja prostor in čas. Vsaka svetloba, ki se približa takemu ukrivljenemu prostor-času, bo tako potovala po ustvarjeni krivulji. Posledično lahko izredno masiven astronomski objekt - masivna galaksija ali jata galaksij - deluje kot leča. Einsteinov obroč je poseben primer, ko se sevalni objekt, leča in opazovalec nahajajo na premici. V takem primeru je slika sevalca obroč okoli masivne galaksije (leče).
[3] Visoka ločljivost Alme omogoča pogled v centralni del Einsteinovega obroča, kjer bi se moral pojaviti centralni del galaksije SDP.81. Če leča vsebuje supermasivno črno luknjo, ta centralni del postaje temnejši, kar lahko uporabimo za merjenje mase črne luknje.
Vir: ESO