האבל צפה בגלקסיה שהוגדלה ע”י עדשה כבידתית

מחקר שהובל על ידי ד”ר קרן שרון, לשעבר מאוניברסיטת ת”א וכיום באוניברסיטת שיקאגו, מגלה כי התצלום מאפשר הצצה להתפתחות הגלקסיות לפני 10 מיליארד שנים

הודות לנוכחות “עדשות טבעיות” בחלל, הצליח טלסקופ החלל האבל להתמקד בגלקסיה המוגדלת הבהירה ביותר שהתגלתה עד כה.

הצפית מאפשרת הזדמנות ייחודית לחקור את התכונות הפיזיקליות של גלקסיה שבה מתקיימת פעילות נמרצת של יצירת כוכבים כאשר היקום היה בערך כשליש מגילו הנוכחי.
העדשות המכונות “עדשות כבידה” נוצרות כאשר האור עובר בדרכו מהגלקסיה הרחוקה אלינו בסמוך לגוף גדול, בין אם מדובר בכוכב, חור שחור או אפילו צביר גלקסיות שלם. האור מהעצם המרוחק יותר מתעוות, הופך בהיר יותר ומוגדל כאשר הוא חולף דרך האיזור המשובש מבחינה כבידתית.

צוות של אסטרונומים שהובל על ידי ד”ר ג’יין ריגבי ממרכז טיסות החלל גודארד של נאס”א במרילנד כיוון את האבל לעבר אחת הדוגמאות המרהיבות של עידוש כבידתי, קשת אור בת כמעט 90 מעלות בצביר הגלקסיות RCS2 032727-132623. המראה של גלקסית הרקע מפורט בהרבה מאשר היה מתקבל ללא הסיוע של העדשה הכבידתית.

התוצאות התקבלו לפרסום בכתב העת אסטירפיסיקל ג’ורנל במאמר בראשות קרן שרון ממכון קאבלי לפיזיקה קוסמולוגית באוניברסיטת שיקאגו. פרופ’ מייקל גלאדרס ותלמידת המחקר אווה וייטס מאוניברסיטת שיקאגו היו שותפים אף הם בצוות.

ד”ר קרן שרון, בוגרת אוניברסיטת תל אביב, מסיימת בימים אלו התמחות בתר-דוקטורט במכון קאבלי לפיסיקה קוסמולוגית באוניברסיטת שיקאגו. מחקרה של ד”ר שרון מתמקד בתופעת העידוש הכבידתי החזק בצבירי גלקסיות, באמצעותו ניתן הן למדוד את מסת החומר האפל והנראה בצביר, והן להשתמש בצבירים אלו כ”טלסקופים” רבי עוצמה להגברת האור של גלקסיות מרוחקות. עבודת הדוקטורט שלה עסקה במדידת קצב התפרצות סופרנובות בצבירי גלקסיות כתלות במרחקם מאיתנו.

נוכחות העדשה סייעה להראות כיצד גלקסיות התפתחו מלפני 10 מיליארד שנה ועד היום. בעוד גלקסיות הקרובות הן גלקסיות בוגרות הנמצאות בסיום שלב יצירת הכוכבים, גלקסיות מרוחקות יותר מלמדות לנו על הימים החלוציים של היקום. האור מאירועים מוקדמים אלו מגיע רק כעת לכדור הארץ.

גלקסיות רחוקות מאוד אינן רק חיוורות אלא גם נראות קטנות בשמים. האסטרונומים היו שמחים לראות כיצד התפתח תהליך יצירת הכוכבים בתוך גלקסיות אלה. פרטים כאלה הם לרוב מחוץ ליכולת התצפית של האבל ללא ההגברה המתאפשרת בזכות הכבידה של העצמים שבדרך.

בשנת 2006 השתמשו אסטרונומים בטלסקופ הגדול מאוד בצ’ילה כדי לאמוד את המרחק לקשת וקבעו כי הגלקסיה נראת בהירה פי 3 מאשר הגלקסיות המעודשות שהתגלו עד כה. בשנת 2011 התשמש צוות של האבל במצלמה רחבת הסרט מס’ 3  של האבל כדי לצפות בגלקסיה המעודשת.

הגלקסיה המשובשת מופיעה כמה פעמים בצביר המעדש אותה, כמו שקורה רבות בעדשות כבידתיות. האתגר של האסטרונומים היה להרכיב מחדש את הגלקסיה כפי שנראתה באמת, ללא השיבוש של אפקט מראת הקרקס הנוצר כתוצאה מכבידת הצביר.

באמצעות מדידות ספקטרוסקופיות – פירוק האור לצבעים המרכיבים אותו, הצליחו חברי הצוות לנתח את איזורי יצירת הכוכבים כדי להבין טוב יותר מדוע הם מייצרים כל כך הרבה כוכבים.