לפעמים יש יישור מקרי - רחוק ביקום, בו עצמים מופרדים על ידי מרחקים בלתי נתפסים הנמדדים במיליארדי שנות אור - כאשר אשכול גלקסיה בחזית מצטלב בין אור לאובייקט רחוק עוד יותר. השילוב מנגן טריקים חזותיים, שבהם אשכול הגלקסיה פועל כמו עדשה, ונראה שהוא מגדיל ומכופף את האור המרוחק.
היישור הקוסמי הנדיר יכול להביא את היקום הרחוק לתצוגה. כעת, אסטרונומים נתקלו בהפתעה: הם גילו את זכוכית המגדלת הקוסמית הרחוקה ביותר עד כה.
כפי שנראה למעלה לפני שנראה לפני 9.6 מיליארד שנה, גלקסיה אליפטית מפלצת זו שוברת את מחזיק השיא הקודם ב -200 מיליון שנות אור. היא מכופפת, מעוותת ומעצימה את גלקסיית הספירלה הרחוקה, אשר אורה לקח 10.7 מיליארד שנים להגיע לכדור הארץ.
"כשאתה מסתכל לפני יותר מ -9 מיליארד שנה ביקום המוקדם, אינך מצפה למצוא עדשות מסוג זה של עדשות גלקסיות-גלקסיות", אמר חוקר הראשי קים-וי טראן מאוניברסיטת T&M טקסס בהודעה לעיתונות של האבל.
"דמיין שתחזיק זכוכית מגדלת קרוב אליך ואז תעביר אותה הרבה יותר רחוק. כשאתה מביט דרך זכוכית מגדלת המוחזקת לאורך הזרוע, הסיכוי שתראה חפץ מוגדל גדול. אבל אם תעבירו את זכוכית המגדלת על פני החדר, הסיכוי שלכם לראות את זכוכית המגדלת מיושר כמעט בצורה מושלמת עם אובייקט אחר שמעבר לו פוחת. "
הצוות בחן את היווצרות הכוכבים בנתונים שנאספו על ידי מצפה הכוכבים W. M. Keck בהוואי, כאשר הם נתקלו בזיהוי חזק של גז מימן חם שנראה כאילו נוצר גלקסיה אליפטית מאסיבית ובהירה. זה היה מדהים את הצוות. מימן חם הוא סימן ברור ללידת הכוכבים, אך הוא התגלה בגלקסיה שנראתה מבוגרת מכדי ליצור כוכבים חדשים.
"הייתי מאוד מופתע ודואג", נזכר טראן. "חשבתי שטעינו משמעותית בתצפיות שלנו."
אז טראן חפר בין תמונות האבל בארכיון, שחשפו עצם כחול מרוח לצד האליפטי הגדול יותר. זו הייתה חתימתו הברורה של עדשת כבידה.
"גילינו שאור מהגלקסיה העדכנית ומגלקסית הרקע היו מעורבבים בנתונים על הקרקע, מה שבלבל אותנו", אמרה השותפת איוולינה מומצ'בה מאוניברסיטת ייל. "הנתונים הספקטרוסקופיים של קק רמזו שמשהו מעניין קורה כאן, אבל רק בעזרת הספקטרוסקופיה הרזולוציה הגבוהה של האבל הצלחנו להפריד בין גלקסיית העדשות לגלקסיית הרקע הרחוקה יותר ולקבוע שהשניים נמצאים במרחקים שונים. נתוני האבל חשפו גם את המראה המסמל של המערכת, כאשר עדשת החזית באמצע, משולבת בקשת בהירה מצד אחד וכתם קלוש מצד שני - שתיהן תמונות מעוותות של גלקסיית הרקע. היינו זקוקים לשילוב של הדמיה וספקטרוסקופיה כדי לפתור את הפאזל. "
על ידי מדידת עוצמת האור של גלקסיית הרקע, הצליח הצוות למדוד את המסה הכוללת של גלקסיית הענק. בסך הכל הוא שוקל פי 180 מיליארד יותר מהשמש שלנו. למרות שזה עשוי להיראות גדול, הוא למעשה שוקל פי ארבעה מגלקסיית שביל החלב.
"יש מאות גלקסיות עדשות שאנו יודעים עליהן, אך כמעט כולן קרובות יחסית, במונחים קוסמיים," אמר הסופר הראשי קנת וונג ממכון אסטרונומיה ואסטרופיסיקה של אקדמיה סיניקה. "למצוא עדשות רחוקות כמו זו היא תגלית מיוחדת מאוד מכיוון שאנו יכולים ללמוד על תוכן החומר האפל של הגלקסיות בעבר הרחוק. על ידי השוואת הניתוח שלנו של גלקסיית עדשות זו לעדשות הסמוכות יותר, אנו יכולים להתחיל להבין כיצד התוכן של החומר האפל התפתח עם הזמן. "
מעניין לציין כי גלקסיית העדשות היא בתת משקל מבחינת התוכן של החומר האפל. בעבר, האסטרונומים הניחו כי חומר אפל וחומר רגיל מתפתחים באופן שווה בגלקסיה לאורך זמן. אבל הגלקסיה הזו, מציעה שזה לא המקרה.
תוצאות הצוות הופיעו בגיליון 10 ביולי של כתבי העת Astrophysical וזמינות באופן מקוון.
