Tack vare en förstärkt bild som produceras av en gravitationslins, och Gran Telescopio CANARIAS har ett team av forskare från Polytechnic University of Cartagena och Instituto de Astrofísica de Canarias upptäckt en av de ljusaste galaxerna som är kända från den epok då universum hade 20 procent av sin nuvarande ålder.

Enligt Einsteins allmänna relativitetsteori när en ljusstråle passerar nära ett mycket massivt föremål, objektets gravitation attraherar fotonerna och avviker dem från deras ursprungliga väg. Detta fenomen, känd som gravitationslinser, är jämförbar med den som produceras av linser på ljusstrålar, och fungerar som ett slags förstoringsglas, ändra storleken och intensiteten på den skenbara bilden av originalobjektet.

Genom att använda denna effekt, ett team av forskare från Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC) ledd av forskaren Anastasio Díaz-Sánches från Polytechnic University of Cartagena (UPT) har upptäckt en mycket avlägsen galax, cirka 10 tusen miljoner ljusår bort, ungefär tusen gånger ljusare än Vintergatan. Det är den ljusaste av submillimetergalaxerna, kallade detta på grund av deras mycket starka emission i det avlägsna infraröda. För att mäta det använde de Gran Telescopio Canarias (GTC) vid Roque de los Muchachos-observatoriet (Garafía, La Palma).

"Tack vare gravitationslinsen" konstaterar Anastasio Díaz Sánchez, en forskare vid UPCT och första författare till artikeln "producerad av ett kluster av galaxer mellan oss själva och källan, som fungerar som om det vore ett teleskop, galaxen verkar 11 gånger större och ljusare än den verkligen är, och visas som flera bilder på en båge centrerad på den tätaste delen av klustret, som är känd som en "Einstein-ring". Fördelen med denna typ av förstärkning är att den inte förvränger ljusets spektrala egenskaper, som kan studeras för dessa mycket avlägsna föremål som om de vore mycket närmare."

För att hitta dessa galaxer, vars upptäckt nyligen publicerades i en artikel i Astrophysical Journal Letters , en sökning av hela himlen genomfördes, kombinerar databaserna för satelliterna WISE (NASA) och Planck (ESA) för att identifiera de ljusaste submillimetergalaxerna. Dess ljus, förstärkt av en mycket närmare galaxhop som fungerar som en lins, bildar en bild som ser mycket större ut än den borde, och tack vare denna effekt kunde de karakterisera dess natur och egenskaper spektroskopiskt med hjälp av GTC.

Bildar stjärnor med hög hastighet

Galaxen är känd för att ha en hög takt av stjärnbildning. Den bildar stjärnor med en hastighet av 1000 solmassor per år, jämfört med Vintergatan som bildar stjärnor med en hastighet av ungefär två gånger solmassan per år. Susana Iglesias-Groth, en IAC-astrofysiker och en medförfattare till artikeln, lägger till. "Denna typ av objekt har de mest kraftfulla stjärnbildande regionerna som är kända i universum. Nästa steg blir att studera deras molekylära innehåll".

Det faktum att galaxen är så ljus, dess ljus förstärks gravitationsmässigt, och har flera bilder gör det möjligt för oss att titta på dess interna egenskaper, vilket annars inte skulle vara möjligt med så avlägsna galaxer.

"I framtiden kommer vi att kunna göra mer detaljerade studier av dess stjärnbildning med hjälp av interferometrar såsom Northern Extended Millimeter Array (NOEMA/IRAM), i Frankrike, och Atacama Large Millimeter Array (ALMA), i Chile", avslutar IAC-forskaren Helmut Dannerbauer, som är en annan bidragsgivare till denna upptäckt.