James Webb -avaruusteleskooppi lähettää Maahan mullistavia kuvia universumista yksi toisensa jälkeen. Kuvat ovat jo haastaneet vakiintuneita käsityksiä avaruudesta.
Yhdysvaltojen avaruusjärjestön Nasan, Euroopan avaruusjärjestön Esan ja Kanadan avaruusjärjestön yhteistyönä valmistunut teleskooppi on nyt ottanut kuvan, jossa aika ja valo ovat taipuneet.
Kuvassa näkyy sama galaksijoukko kolmena eri ajankohtana. Samassa kuvassa voidaan seurata myös supernovaa kolmessa eri vaiheessa. Ilmiön mahdollisti niin kutsuttu gravitaatiolinssi.
Kolme kertaa galaksi ja supernova
Lehdistötiedotteessa Esa kirjoittaa, että Webb on ikuistanut RX J2129 -galaksijoukon. Se sijaitsee Vesimiehen tähdistössä runsaan 3,2 miljardin valovuoden päässä Maasta.
Kuvassa galaksijoukko näkyy kolme kertaa kolmena eri ajankohtana. Myös supernova, joka on räjähtäen kuoleva tähti, nähdään kuvassa kolmessa eri vaihessa.
Varhaisimmassa havainnossa supernovasta, jonka nimi on AT2002riv, räjähdys on selkeä.
Kahdessa muussa, jotka ovat tapahtuneet 320 päivää ja tuhat päivää myöhemmin, supernova on himmentynyt ja lähes kadonnut.
Supernova on tyypin 1a supernova, minkä vuoksi siitä on paljon hyötyä astronomeille. Ne ovat nimittäin niin kirkkaita, että niiden avulla voidaan mitata etäisyyksiä avaruudessa.
Kuvat on takennettu supernovan kolmeen eri vaiheeseen. Oikeassa reunassa keskellä on supernova räjähdyksen aikana. Alla näkyy supernova 320 päivää myöhemmin, ja yllä tuhat päivää myöhemmin. Siinä räjähdys on lähes kokonaan häipynyt.
Ajan vääristyminen samassa kuvassa johtuu gravitaatiolinssiksi kutsutusta ilmiöstä, jossa valo taipuu valtavan kohteen painovoiman vaikutuksesta.
Jättimäinen suurennuslasi
Albert Einstein ennusti gravitaatiolinssin olemassaolon suhteellisuusteoriassaan. Ensimmäisen kerran gravitaatiolinssi dokumentoitiin vuonna 1979, kun kaksi kvasaaria havaittiin lähellä toisiaan.
Valtava avaruuden kohde, joka tässä tapauksessa on massiivinen galaksi, toimii kuten jättimäinen suurennuslasi, joka vaikuttaa ja voimistaa takaa tulevien kohteiden valoa ja joissakin tapauksissa monistaa kohteet eri ajassa.
Ilmiö syntyy, koska galaksijoukon valo voi kulkea monta eri reittiä joukon massan ohi, joten valo ilmestyy toiselle puolelle monta kertaa, vaikka se tuleekin samasta lähteestä.
Piirros gravitaatiolinssistä. Takana olevan galaksin valo kulkee massiivisen kohteen voimakkaan painovoiman vuoksi useita reittejä. Tämän vuoksi valo taittuu, ja saattaa luoda monta versiota samasta kohteesta. Gravitaatiolinssi voimistaa samalla taustalla näkyvää valoa, minkä ansiosta tähtitieteilijät voivat laskea etäisyyksiä ja massoja.
Gravitaatiolinssi voi siis voimistaa kaukaisten kohteiden valoa. Tähtitieteilijät voivat myös sen avulla laskea, miten massiivinen galaksijoukko RX J2129 on.
”Koska gravitaatiolinssinä toimivan galaksijoukon massa jakautuu epätasaisesti, supernovasta lähtevä valo taipuu eri kohdissa eri tavoin, ja valon matka havainnoijaan on lyhyempi tai pidempi. Tämän vuoksi kohteesta syntyy erilaisia kuvia” selittää Esa.
Astronomit havaitsivat supernovan ensimmäisen kerran Hubble-avaruusteleskoopin kuvista, minkä jälkeen Webb-teleskooppi tarkasteli samaa aluetta ja ikuisti ilmiön.