Het nieuwste NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope (JWST) Beeld van de Maand behoort tot de beste en meest krachtige voorbeelden van zwaartekrachtslenzen die ooit zijn gezien.
ESA Webb beschrijft het nieuwste JWST Beeld van de Maand als een “kosmisch huis van spiegels,” en merkt op dat de sterrenstelsels die in de afbeelding voorkomen “vervormd en vermenigvuldigd” zijn, alsof ze een galactische kermis Betraden.
Deze vervormde sterrenstelsels, behorend tot de galaxiecluster MACS J0454.1-0300, bevinden zich extreem ver van de Aarde. Terwijl de oranje sterrenstelsels aan één kant van de cluster nog verder weg liggen, ligt MACS J0454.1-0300 op vijf miljard lichtjaren afstand. De sterrenstelsels in Webb’s foto worden bekeken zoals ze waren toen het universum ongeveer acht miljard jaar oud was. Het is een kosmische tijdmachine.
Webb en andere ruimtetelescopen zoals Hubble kunnen het verre universum waarnemen dankzij zwaartekrachtslenzen. Hetzelfde fenomeen dat de sterrenstelsels in het kader vervormt, maakt ze ook überhaupt zichtbaar.
Zwaartekrachtslenzen ontstaan wanneer een hemellichaam, zoals een galaxiecluster, zo massief is dat het het licht dat erachter vandaan komt letterlijk buigt ten opzichte van de waarnemer.
“Volgens de algemene relativiteitstheorie van Einstein zijn tijd en ruimte met elkaar samengevoegd in een hoeveelheid die spacetime wordt genoemd. Binnen deze theorie veroorzaken massieve objecten kromming van spacetime, en zwaartekracht is simpelweg de kromming van spacetime,” schrijft ESA Webb. “Naarmate het licht door spacetime reist, voorspelt de theorie dat het pad van het licht ook gebogen zal zijn door de massa van een object. Zwaartekrachtslenzen vormen een dramatisch en meetbaar voorbeeld van Einstein’s theorie in actie. Zeer massieve hemellichamen zoals galaxieclusters zorgen voor een aanzienlijke kromming van spacetime. Met andere woorden, ze functioneren als zwaartekrachtlenzen.”
Belangrijk is dat een “zwaartekrachtlens” ook fungeert als een vergrootglas. Het maakt het mogelijk objecten te fotograferen die anders veel te ver en te zwak zouden zijn om waar te nemen. Wetenschappers maken dit fenomeen in uitstekende mate gebruiksklaar met telescopen als Webb. In combinatie met Webb’s enorme primaire spiegel van 6,5 meter hebben wetenschappers die JWST gebruiken consequent nieuwe records gevestigd voor de ver wegst waargenomen sterrenstelsels, wat nogmaals betekent dat Webb de mensheid in staat heeft gesteld dieper in de geschiedenis van het Universum te kijken dan ooit tevoren.
In Webb’s nieuwste Beeld van de Maand wordt een ander interessant fenomeen in volle glorie weergegeven. Zwaartekrachtslenzen kunnen dubbele of zelfs viervoudige beelden creëren.
“Onder bepaalde voorwaarden kunnen meerdere beelden van dezelfde galaxie verschijnen. Het is zeldzaam om vier of meer beelden van dezelfde galaxie te zien, aangezien dit vereist dat de positie van het achtergrondobject en de vorm van het massieve voorgrondobject precies goed liggen. Omdat de vereisten zo specifiek zijn, wordt dit fenomeen slechts gezien in 10–20% van galaxieclusters,” aldus ESA Webb.
Deze “zeldzame configuratie” is twee keer zichtbaar in Webb’s nieuwe foto. Dit is de eerste keer dat zo’n verschijning bij één enkel galaxiecluster heeft plaatsgevonden.
Een andere interessante noot: sommige locaties in zwaartekrachtslensgebieden zijn verhoogd met een factor 300, wat indrukwekkend is.
Webb is niet de eerste ruimtetelescoop die MACS J0454.1-0300 onderzoekt. De Hubble Space Telescope legde hetzelfde gebied twaalf jaar geleden vast. De afbeelding van Hubble laat zien hoe vergevorderd Webb’s fotografische capaciteiten zijn; de twee opnames zouden nauwelijks anders kunnen ogen.
“De nieuwe Webb-afbeelding onthult honderden sterrenstelsels die op de eerdere afbeelding ontbraken. Deze sterrenstelsels waren er altijd al, maar Webb is veel gevoeliger voor hun veel roder licht,” aldus ESA Webb.
Affiliatelink Openbaarmaking PetaPixel-artikelen kunnen affiliatelinks bevatten; we kunnen een commissie verdienen als u via een van deze links koopt.
