I detta Hubble-fotografi av en avlägsen galaxhop, en prickig blå båge sticker ut mot en bakgrund av röda galaxer. Den bågen är faktiskt tre separata bilder av samma bakgrundsgalax. Bakgrundsgalaxen har gravitationslinser, dess ljus förstoras och förvrängs av den mellanliggande galaxhopen. Till höger:Hur galaxen skulle se ut för Hubble utan förvrängningar. Kredit:NASA, ESA, och T. Johnson (University of Michigan)
När det kommer till det avlägsna universum, även den skarpa visionen av NASA:s rymdteleskop Hubble kan bara gå så långt. Att reta ut finare detaljer kräver smart tänkande och lite hjälp från en kosmisk inriktning med en gravitationslins.
Genom att tillämpa en ny beräkningsanalys på en galax förstorad av en gravitationslins, astronomer har tagit bilder som är 10 gånger skarpare än vad Hubble kunde åstadkomma på egen hand. Resultaten visar en kant-på-skiva galax översållad med lysande fläckar av nybildade stjärnor.
"När vi såg den rekonstruerade bilden sa vi, 'Wow, det ser ut som om fyrverkerier avfyras överallt, '" sa astronomen Jane Rigby från NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland.
Galaxen i fråga är så långt borta att vi ser den som den såg ut för 11 miljarder år sedan, bara 2,7 miljarder år efter big bang. Det är en av mer än 70 starkt linsade galaxer som studerats av rymdteleskopet Hubble, följa upp mål utvalda av Sloan Giant Arcs Survey, som upptäckte hundratals galaxer med stark lins genom att söka i Sloan Digital Sky Survey bilddata som täcker en fjärdedel av himlen.
Tyngdkraften hos ett gigantiskt kluster av galaxer mellan målgalaxen och jorden förvränger den mer avlägsna galaxens ljus, sträcka ut den till en båge och även förstora den nästan 30 gånger. Teamet var tvungen att utveckla speciell datorkod för att ta bort förvrängningar som orsakades av gravitationslinsen, och avslöja skivgalaxen som den normalt skulle se ut.
Galaxhopen SDSS J1110+6459 ligger cirka 6 miljarder ljusår från jorden och innehåller hundratals galaxer. Till vänster, en distinkt blå båge är faktiskt sammansatt av tre separata bilder av en mer avlägsen bakgrundsgalax som kallas SGAS J111020.0+645950.8. Bakgrundsgalaxen har förstorats, förvrängd, och multiplicera avbildad med gravitationen av galaxklustret i en process som kallas gravitationslinsning. Kredit:NASA, ESA, och T. Johnson (University of Michigan)
Den resulterande rekonstruerade bilden avslöjade två dussin klumpar av nyfödda stjärnor, var och en spänner över cirka 200 till 300 ljusår. Detta motsäger teorier som tyder på att stjärnbildande regioner i fjärran, tidiga universum var mycket större, 3, 000 ljusår eller mer i storlek.
"Det finns stjärnbildande knutar så långt ner i storlek som vi kan se, " sa doktoranden Traci Johnson vid University of Michigan, huvudförfattare till två av de tre artiklarna som beskriver forskningen.
Utan förstoringsförstärkningen av gravitationslinsen, Johnson tillade, skivgalaxen skulle verka perfekt jämn och omärklig för Hubble. Detta skulle ge astronomer en helt annan bild av var stjärnorna bildas.
Medan Hubble lyfte fram nya stjärnor i den linsförsedda galaxen, NASA:s rymdteleskop James Webb kommer att avslöja äldre, rödare stjärnor som bildades ännu tidigare i galaxens historia. Den kommer också att titta igenom allt döljande damm i galaxen.
"Med Webb-teleskopet, vi kommer att kunna berätta vad som hände i denna galax tidigare, och vad vi missade med Hubble på grund av damm, sa Rigby.
