Astronomer har förvandlat ett kluster av galaxer till en gigantisk förstoringslins, använder den för att studera en annan galax, 10,7 miljarder ljusår bort, i oöverträffad detalj.

Att dra nytta av ett fenomen som kallas "gravitationslinser, "teamet av forskare, ledd av NASA Goddard Space Flight Center-forskaren Dr. Soniya Sharma, identifierade stjärnbildande regioner i den avlägsna och antika galaxen.

Forskningen finansierades av Australiens ARC Center of Excellence in All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3D), och kommer att vara till direkt nytta för NASA:s nästa observatör i omloppsbana.

Utan användningen av den massiva förstoringseffekten, galaxen, dubbad cswa128, skulle vara en liten suddighet för även de mest kraftfulla teleskopen på jorden. Med det, astronomerna kan se stjärnor bildas bara tre miljarder år efter Big Bang.

"Vår "lins" är ett kluster av galaxer ungefär 3,3 miljarder ljusår bort, " förklarade Dr Sharma.

"Klustret är så enormt att dess gravitation faktiskt böjer ljus, förvandla det till ett slags förstoringsglas. Effekten gör cswa128, som ligger bakom den och sju miljarder ljusår längre bort, verkar mycket större än vad det annars skulle göra från jorden.

"Faktiskt, galaxen verkar ungefär 10 gånger större. Vi kan tydligt se starka ljus i klumpar, som är tecken på stjärnväxter — delar av galaxen som skapar nya stjärnor."

Den första formella förutsägelsen att ljus skulle böja sig runt ett massivt föremål och förstora avlägsna saker gjordes av Albert Einstein i hans allmänna relativitetsteori. Dess bekräftelse under en solförmörkelse 1919 fick honom att bli berömd.

Idén att linser kan fungera i galaktisk skala demonstrerades 1979. Idag, det är Dr Sharmas aktie i handeln.

Hennes teams aktuella forskning – publicerad i tidskriften Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society -markerar ett betydande steg framåt på området. Forskarna utvecklade en sofistikerad algoritm för att korrekt tolka den spektroskopiska informationen för målgalaxen som fångats av WM Keck-observatoriet på Hawaii.

"Detta förstorande naturfenomen kommer till en kostnad, " sa medförfattaren och tidigare ASTRO 3D-forskaren Dr. Tiantian Yuan.

"De förstorade bilderna sträcks ut och förvrängs. Att använda algoritmen innebar att vi kunde återställa den verkliga formen på den avlägsna galaxen. Vi fann också att den innehåller dubbelt så många stjärnbildande områden än vad som tidigare rapporterats."

Professor Lisa Kewley, chef för ASTRO 3D, tillade:"Denna nya algoritm gör att linsgalaxer kan rekonstrueras med mycket finare detaljer än någonsin tidigare. Det är som att ta ett dammigt förstoringsglas, rengöra den, och se en mycket tydligare bild."

Framgången för det pågående forskningsprojektet är av särskild betydelse för NASA.

"Algorithmen vi har utvecklat kommer att användas för att tolka de linsade galaxobservationerna som ska utföras med det nya rymdteleskopet James Webb, planeras att lanseras senare i år, " sa Dr Sharma.

"Det kommer att hjälpa i uppdraget att tolka mekanismen som styr hur stjärnor skapas, och därmed hur galaxer utvecklas och bildas i universum."