Ekstremalnie masywna gromada galaktyk okiem Hubble’a. Jest w niej znacznie więcej materii, niż widać

Od ponad roku społeczność astronomów wraz z opinią publiczną niemal bezustannie zachwycają się zdjęciami głębokiego kosmosu przesyłanymi na Ziemię z pokładu Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Nic w tym dziwnego, wszak JWST za pomocą swojego 6,5-metrowego zwierciadła i zdolności obserwacji przestrzeni kosmicznej w zakresie podczerwieni obserwuje miejsca, których ludzkość nigdy wcześniej nie była w stanie dojrzeć. Jak przekonują naukowcy, te zachwyty mogą potrwać jeszcze długo, bowiem James Webb ma jeszcze wiele takich miejsc do odwiedzenia. Warto jednak pamiętać, że przełomowy, wprost legendarny Kosmiczny Teleskop Hubble’a nie przeszedł na emeryturę i nadal bardzo ciężko pracuje obserwując bliższy i dalszy wszechświat. Najnowsze zdjęcie dowodzi, że wciąż nie ma się on czego wstydzić.
Gromada galaktyk eMACS J1823.1+7822
Gromada galaktyk eMACS J1823.1+7822

Bohaterem opublikowanego właśnie zdjęcia wykonanego za pomocą Hubble’a jest masywna gromada galaktyk o niezwykle romantycznej nazwie eMACS J1823.1+7822. Obiekt ten na nocnym niebie znajduje się w gwiazdozbiorze Smoka. Oczywiście nie da się go zobaczyć gołym okiem, bowiem mówimy o gromadzie galaktyk znajdującej się dziewięć miliardów lat świetlnych od Ziemi. Od tego właśnie są instrumenty takie jak Kosmiczny Teleskop Hubble’a. Dzięki jego fantastycznej mocy możemy obserwować nie tylko galaktyki tworzące gromadę, ale także zniekształcone obrazy galaktyk znajdujących się daleko za nimi, niejako w tle rzeczonej gromady. Paradoksalnie owe odległe galaktyki tła mogą naukowcom powiedzieć bardzo dużo o niewidocznej ciemnej materii wypełniającej przestrzeń między galaktykami gromady.

Z czego składa się gromada galaktyk?

Choć ciemnej materii nie widać, bowiem nie wchodzi ona w żadne interakcje z promieniowaniem elektromagnetycznym, to jednak oddziałuje ona grawitacyjnie na materię barionową i niejako stanowi ważny element budżetu masy gromady galaktyk. Masa takiej gromady z kolei wpływa na efekt soczewkowania grawitacyjnego, który pozwala nam dostrzec odległe galaktyki znajdujące się miliardy lat świetlnych za gromadą. Obserwując, w jaki sposób gromada zakrzywia czasoprzestrzeń, zniekształcając przy tym obraz odległych galaktyk, naukowcy mogą wywnioskować jej całkowitą masę. Następnie analiza materii barionowej widocznej w galaktyce pozwala ustalić przybliżoną masę gwiazd, gazu i pyłu w owych galaktykach. To, co pozostanie z analizy soczewkowania grawitacyjnego musi zatem być niewidoczną ciemną materią. Kształty poszczególnych soczewkowanych galaktyk pozwalają nie tylko ustalić masę ciemnej materii wypełniającej gromadę, ale nawet jej rozkład w przestrzeni.

Gromada galaktyk eMACS J1823.1+7822

Gromada galaktyk eMACS J1823.1+7822 jest jedną z pięciu takich wyjątkowo masywnych gromad, jakim Hubble się uważnie przygląda badając rozkład ciemnej materii w gromadach galaktyk, zarówno tych konkretnych, jak i ogólnie. Naukowcy zwracają uwagę, że obserwacje tego typu są wartościowe z dwóch względów: z jednej strony jest to jeden z nielicznych sposobów na badanie – w jakikolwiek sposób – właściwości i dynamiki ciemnej materii. Z drugiej strony zjawisko soczewkowania grawitacyjnego przez masywne obiekty takie jak gromady galaktyk, pozwala naukowcom zajrzeć w takie miejsca we wszechświecie, które są tak daleko od nas, że nie powinniśmy być w stanie ich nigdy obserwować. Światło biegnące od odległych galaktyk, gdyby takiej soczewki nie było, byłoby zbyt słabe do zarejestrowania nawet przez takie teleskopy jak Kosmiczny Teleskop Hubble’a. Soczewka grawitacyjna działa jednak tak, że nie tylko zniekształca obraz znajdujących się za nią galaktyk, ale także wzmacnia emitowane przez nie sygnał, dzięki czemu można je w ogóle dostrzec.

Przyszłość Kosmicznego Teleskopu Hubble’a

Powyższe zdjęcie przedstawia obraz złożony z ośmiu różnych filtrów nałożonych na kamery Advanced Camera for Surveys (ACS) oraz Wide Field Camera 3 (WFC3) zainstalowane na pokładzie Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Owe filtry pozwalają obserwować obiekty kosmiczne w bardzo wąskim wycinku widma elektromagnetycznego. W każdym z tych filtrów naukowcy poszukują innych informacji o składzie chemicznym obserwowanych obiektów. Łącząc natomiast informacje ze wszystkich filtrów można otrzymać znacznie dokładniejszy i pełniejszy obraz dynamiki, struktury i składu chemicznego gromady, tworzących ją galaktyk i jej ruchu w przestrzeni kosmicznej.

Czytaj także: Hubble znowu działa! NASA udało się zdalnie naprawić usterkę kosmicznego teleskopu

Mimo ponad trzech dekad spędzonych na orbicie okołoziemskiej i związanych z tym coraz częstszych awarii i problemów Kosmiczny Teleskop Hubble’a wciąż dostarcza rewelacyjnych zdjęć i informacji o przestrzeni kosmicznej. Nic zatem dziwnego, że już teraz kilka firm rozważa realizację misji kosmicznej do teleskopu. W ramach takiej misji można by było dostarczyć do teleskopu nowe instrumenty, usunąć wadliwe elementy i podnieść orbitę teleskopu. Gdyby taka misja się powiodła, Hubble mógłby cieszyć nas zdjęciami kosmosu przez kolejne dekady.