En intensiv undersökning djupt in i universum av NASA:s rymdteleskop Hubble och Spitzer har gett den ökända nål-i-höstacken:den längsta galaxen hittills sett i en bild som har sträckts ut och förstärkts av ett fenomen som kallas gravitationslinsning.

Den embryonala galaxen SPT0615-JD existerade när universum bara var 500 miljoner år gammalt. Även om några andra primitiva galaxer har setts vid denna tidiga epok, de har i princip alla sett ut som röda prickar med tanke på deras ringa storlek och enorma avstånd. Dock, I detta fall, gravitationsfältet för en massiv galaxhop i förgrunden förstärkte inte bara ljuset från bakgrundsgalaxen utan smetade också in bilden av den till en båge (cirka 2 bågsekunder lång).

"Ingen annan kandidatgalax har hittats på så långt avstånd som också ger dig den rumsliga informationen som denna bågbild gör. Genom att analysera effekterna av gravitationslinser på bilden av denna galax, vi kan bestämma dess faktiska storlek och form, " sade studiens huvudförfattare Brett Salmon från Space Telescope Science Institute i Baltimore, Maryland. Han presenterar sin forskning vid det 231:a mötet i American Astronomical Society i Washington, D.C.

Först förutspåddes av Albert Einstein för ett sekel sedan, förvrängningen av rymden på grund av gravitationen hos ett massivt förgrundsobjekt kan ljusna upp och förvränga bilderna av långt mer avlägsna bakgrundsobjekt. Astronomer använder denna "zoomlins"-effekt för att leta efter förstärkta bilder av avlägsna galaxer som annars inte skulle vara synliga med dagens teleskop.

SPT0615-JD identifierades i Hubbles Reionization Lensing Cluster Survey (RELICS) och S-RELICS Spitzer-program. "RELICS designades för att upptäcka avlägsna galaxer som dessa som är förstorade tillräckligt ljust för detaljerade studier, sa Dan Coe, Huvudutredare för RELICS. RELICS observerade 41 massiva galaxhopar för första gången i infrarött med Hubble för att söka efter sådana avlägsna linsförsedda galaxer. Ett av dessa kluster var SPT-CL J0615-5746, som Lax analyserade för att göra denna upptäckt. När man hittade linsbågen, Lax tänkte, "Åh, Wow! Jag tror att vi är inne på något!"

Genom att kombinera Hubble- och Spitzer-data, Lax beräknade tillbakablickstiden till galaxen på 13,3 miljarder år. Preliminär analys tyder på att den diminutiva galaxen inte väger mer än 3 miljarder solmassor (ungefär 1/100:e massan av vår fullvuxna Vintergatans galax). Det är mindre än 2, 500 ljusår över, halva storleken på det lilla magellanska molnet, en satellitgalax i vår Vintergatan. Objektet anses vara prototypiskt för unga galaxer som uppstod under epoken strax efter big bang.

Galaxen är precis vid gränsen för Hubbles detektionsförmåga, men bara början för det kommande NASA James Webb rymdteleskopets kraftfulla kapacitet, sa Lax. "Den här galaxen är ett spännande mål för vetenskapen med Webb-teleskopet eftersom den erbjuder den unika möjligheten att lösa stjärnpopulationer i det mycket tidiga universum." Spektroskopi med Webb kommer att göra det möjligt för astronomer att i detalj studera eldstormen av starbirth-aktivitet som äger rum under denna tidiga epok, och lösa dess understruktur.