Ένα οπτικό φαινόμενο, το οποίο προκαλεί η βαρύτητα καθώς παραμορφώνει τις ακτίνες φωτός, επέτρεψε στους αστρονόμους να μελετήσουν ορισμένους από τους πιο αρχαίους γαλαξίες του Σύμπαντος, οι οποίοι λειτούργησαν ως μαιευτήρια άστρων και επιπλέον περιέχουν τις πιο απομακρυσμένες ποσότητες νερού που γνωρίζουμε ως σήμερα.
Οι νέες μελέτες βασίζονται σε παρατηρήσεις του ALMA, μιας γιγάντιας αλλά ημιτελούς συστοιχίας ραδιοτηλεσκοπίων στη Χιλή, η οποία εγκαινιάστηκε επίσημα μόλις την περασμένη Τετάρτη.
Όπως εξηγούν οι ερευνητές σε ανακοίνωσή τους, το νεαρό Σύμπαν παρήγαγε άστρα με πολύ μεγαλύτερο ρυθμό από ό,τι σήμερα. Από προηγούμενες μελέτες είναι γνωστό ότι αυτές οι εξάρσεις αστρογένεσης συνέβησαν σε γιγάντιους γαλαξίες που περιέχουν μεγάλες ποσότητες σκόνης.
Τα δεκάδες μάτια του ALMA στράφηκαν σε ορισμένους από αυτούς τους αρχαίους γαλαξίες και αποκάλυψαν ότι η απόσταση που τους χωρίζει από τη Γη είναι έως και ένα δισεκατομμύριο έτη φωτός μεγαλύτερη από ό,τι νομίζαμε. Αυτό σημαίνει ότι οι γαλαξίες έχουν μέση ηλικία 12 δισεκατομμυρίων ετών, δημιουργήθηκαν δηλαδή λιγότερο από 2 δισ. χρόνια μετά τη γέννηση του Σύμπαντος.
Οι δύο πιο αρχαίοι από αυτούς τους γαλαξίες πηγαίνουν πίσω ακόμα 1 δισ. χρόνια και χρονολογούνται τώρα στα 12,7 δισεκατομμύρια έτη.
Σε έναν μάλιστα από αυτούς το ALMA ανίχνευσε τα πιο απομακρυσμένα και πιο αρχαία μόρια νερού που γνωρίζουμε στο Σύμπαν.
Τα δεδομένα του ALMA παρουσιάζονται τώρα σε τρεις δημοσιεύσεις, μία στο περιοδικό «Nature» και δύο στην επιθεώρηση «The Astrophysical Journal». Μπορείτε να τις δείτε εδώ, εδώ κι εδώ.
Βαρυτικός φακός
Οι διεθνείς ομάδες αστρονόμων που υπογράφουν τις μελέτες αξιοποίησαν ένα παράξενο φαινόμενο που ονομάζεται βαρυτικός φακός: Καθώς το φως των αρχαίων γαλαξιών ταξιδεύει προς τη Γη, συναντά στην πορεία του άλλους γαλαξίες. Το ισχυρό βαρυτικό πεδίο καμπυλώνει τις ακτίνες φωτός, όπως προβλέπει η Σχετικότητα του Αϊνστάιν, και στέλνει στη Γη ένα μεγεθυμένο είδωλο των αρχαίων γαλαξιών στο φόντο.
Το φαινόμενο είναι σπάνιο, μπορεί όμως να αναγνωριστεί εύκολα: αυτό που βλέπει το τηλεσκόπιο είναι πολλαπλά είδωλα του απομακρυσμένου γαλαξία, διατεταγμένα συμμετρικά γύρω από το είδωλο του κοντινού γαλαξία.
Σχηματική απεικόνιση του φαινομένου του βαρυτικού φακού. Δείτε την σε πλήρη ανάλυση. (Πηγή ALMA)
Όπως επισημαίνουν οι ερευνητές, το φαινόμενο του βαρυτικού φακού μεγέθυνε τους απομακρυσμένους γαλαξίες κατά 22 φορές, διευκολύνοντας σημαντικά την παρατήρησή τους.
Στη μελέτη βοήθησε πάντως και η ακραία λάμψη αυτών των αρχαίων τεράτων: λόγω των μυριάδων νεογέννητων άστρων που περιέχουν, το φως των γαλαξιών εκτιμάται ότι είναι 40 τρισεκατομμύριο φορές πιο έντονο από το φως του Ήλιου.
