JWST şimdiye kadarki en aşırı yerçekimi lensini yakalar

İlk olarak 2016’da yayınlanan bu Hubble görüntüsü, Galaxy kümesi Abell S1063’ü, bir dört katilyon güneş kitlesi, toplamı sergiliyor. Yaklaşık bin sütlü yol benzeri galaksilerin bu koleksiyonunun arkasında, daha da uzak nesnelerden gelen ışık bükülür, gerilir ve yerçekimi lenslemenin etkileri ile büyür.

Burada toplam 120 saat boyunca 9 farklı dalga boyu filtresinde (0.9 ila 4.8 mikron) görüntülenen Abell S1063’ün bu JWST görünümü, derin alan teknikleriyle görüntülenen en büyük kümelerden biridir. Çıplak gözle birçok yerçekimi lensli özellik açıkça görülebilir.

Abell S1063’ün JWST görüntüsünün bu kısmı, Galaxy kümesinin kendisi olan beyaz görünen birçok ön plan galaksisini göstermektedir: 4.7 milyar ışık yılı uzaklıktadır. Kırmızı, uzun galaksiler daha uzaktır ve ön plan kümesinin yerçekiminden etkilenir.

JWST’nin Abell S1063 görüntüsünün bu kısmı, çoğu JWST’nin karakteristik kırınım sivri desenini sergileyen çoğunlukla ön plan küme üyelerini göstermektedir. Kızılötede görülebilen bu desen, genellikle böyle bir galaksinin merkezindeki aktif bir süper kütleli kara deliğin göstergesidir, ancak alternatif bir açıklama olarak güçlü merkezi yıldız oluşturma etkinliğini de sergileyebilir.

Sol üstte, ön planda, gaz açısından zengin etkileşen galaksiler hızla yeni yıldızlar oluştururken, çizgili, çoğunlukla kırmızı arka plan galaksileri, merkezi bu görüntünün sol altına yerleştirilmiş galaksi kümesi Abell S1063’ün ağırlığı ile çarpıtılır ve büyütülür.

Birbiriyle ayrılan iki kırmızı, kenar on spiral galaksisi gibi görünen şey, aynı galaksinin, yerçekimi lenslemenin çarpıcı etkileri nedeniyle uyarılan iki ayrı görüntüdür. Bu galaksi, gerçekte, daha küçük, daha zayıftır ve görünüşünden daha az yıldız içerir, bu da güçlü yerçekimi lensleme yoluyla geliştirilir.

Yaklaşık 4.7 milyar ışık yılı uzaklıktaki bu ön plan galaksisinin aktif bir süper kütleli kara deliği var gibi görünüyor. Etrafında, çeşitli özellikler birden fazla kez görünmektedir: JWST’nin birkaç farklı yerde dikkatli gözüne ulaşmak için bu nesnenin etrafında ışığı birden fazla yolla büken bir yerçekimi lensleme hilesi.

Ön plan galaksileri bu görüntüde bozulmamışken, arka plan galaksileri, bu görüntünün solunda bulunan ön plan kümesinin merkezinde dolaşıyor gibi görünen arklara bükülür. Kırmızı düzensiz galaksiler ve üç parlak noktalı tek ark gibi bazı nesneler birden çok kez görünürken, bu lensli nesneler de büyütülmüş ve parlaklık artmış görünür.

Galaksiler uzay boyunca rastgele yönlendirilmiş görünse de, yerçekimi olarak lensli galaksiler tercihen kütle kaynaklarını çevreleyen daireler boyunca eliptik şekillere gerilir. Kırmızı, arka plan galaksileri burada yatay olarak gerilmiş gibi görünmektedir: bu arka plan galaksilerinin temel şekillerinin değil, yerçekimi lensinin etkilerinin kanıtı.

Bu görüntüde, farklı dalga boylarına farklı renkler atanır. Menekşeler ve maviler, 1.5 mikron ve altı dalga boylarına, 2 ila 3 mikron arasında, sarı ile 3 ila 4 mikron arasında ve 4 ila 5 mikron arasında portakal ve kırmızılara atanır. Görüntünün merkezinin hemen altındaki parlak kırmızı galaksi, örtüştüğü ön plan, beyaz görünen galaksiden çok daha uzak.

Abell S1063’ün JWST görüntüsünün bu kısmının üzerinde yağmur benzeri çizgiler var gibi görünüyor. Bu çizgiler, uzatılmış ve parlaklık, yerçekimi lensleme ile arttırılmış arka plan galaksileridir ve bazı paralel olmayan çizgiler, ön plan galaksilerinin tek tek ağırlığından daha fazla etkilenir.

Yerçekimi lensleme tarafından oluşturulan yayların çoğu, kümenin merkezinin etrafında dairesel şekiller oluştururken, bazı lensli yaylar, merkezin sağının altındaki hafif kırmızı leke gibi, kümenin merkezinden radyal olarak uzaklaşır. Yerçekimi olarak lensli özellikler, gökbilimcilerin ön plan kümesinin kütle dağılımını tam olarak haritalamasını sağlar.

Hem ön plan (sağ) hem de arka plan (sol üst) galaksi çarpışmaları ve etkileşimleri bu görüntüde görülebilir, yerçekimi lensleme ve arka plan galaksilerinden büyük ölçüde etkilenen ön plan galaksileri ile görülebilir. Galaksi etkileşimleri, bu görüntü sergilediği gibi kozmik tarih boyunca yeni yıldız oluşumunun temel nedenidir.

Bu görüntüdeki en uzun, en gerilen ve özellik açısından zengin yaylar, ön plan lensin geometrisinden en ciddi şekilde etkilenen arka plan galaksilerini temsil eder. Büyütme ve parlaklık geliştirmeleri, 10 milyar ışık yılı uzaklıktaki galaksilerde bile yeni yıldız oluşum sitelerini ortaya çıkararak yüzlerce hatta binlerce kez şiddetli olabilir.