Ta wspaniała gromada znajdująca się w Gwiazdozbiorze Wieloryba znajduje się cztery miliardy lat świetlnych od Ziemi. Jej masa, składająca się z setek galaktyk i ciemnej maerii zakrzywia i zniekształca promieniowanie pochodzące z jeszcze dalszych obiektów leżących za nią. Tuż pod środkiem kadru znajduje się „Smok” – wydłużony obraz składający się z licznych obrazów spiralnej galaktyki znajdującej się za gromadą Abell 370.
Kosmiczny Teleskop Hubble’a rozpoczął realizację nowej misji, która ma rzucić nowe światło na ewolucję najwcześniejszych galaktyk we Wszechświecie. W ramach przeglądu BUFFALO prowadzone będą obserwacje sześciu masywnych gromad galaktyk i ich otoczenia. Pierwsze obserwacje przedstawiają gromadę galaktyk Abell 370 oraz liczne, powiększone wskutek soczewkowania grawitacyjnego obrazy galaktyk wokół niej.
Wiedza o procesach formowania i ewolucji pierwszych galaktyk we wszechświecie jest kluczowa dla badaczy chcących zrozumieć ewolucję całego wszechświata. Choć Kosmiczny Teleskop Hubble’a odkrył już niektóre z najodleglejszych znanych galaktyk, ich liczba wciąż jest niewielka, przez co astronomowie nie mogą stwierdzić czy są one typowymi obiektami we wczesnym wszechświecie.
Abell 370 jest jedną z pierwszych gromad galaktyk, w których astronomowie dostrzegli zjawisko soczewkowania grawitacyjnego.
Źródło: NASA, ESA/Hubble, HST Frontier Fields
Masywne gromady galaktyk takie jak Abell 370 przedstawiona na powyższym zdjęciu, mogą pomóc astronomom dowiedzieć się więcej o tych odległych obiektach. Potężna masa gromad galaktyk sprawia, że działają one jak kosmiczne szkła powiększająca. Masa gromady zakrzywia i powiększa światło emitowane przez bardziej odległe obiekty leżące za nimi, ukazując nam obiekty, które w przeciwnym razie byłyby zbyt odległe nawet dla niezwykle czułych instrumentów Hubble’a. Wykorzystując tę kosmologiczną sztuczkę – zwaną silnym soczewkowaniem grawitacyjnym – Hubble jest w stanie badać jedne z najwcześniejszych i najodleglejszych galaktyk we wszechświecie.
Masa gromady Abell 370 soczewkuje obraz licznych galaktyk. Najbardziej zdumiewający przykład soczewkowania grawitacyjnego widoczny jest tuż poniżej środka kadru. Nazywany „Smokiem” kształt składa się z licznych, zduplikowanych obrazów galaktyki spiralnej znajdującej się bezpośrednio za gromadą.
Powyższe zdjęcie Abell 370 i jej otoczenia wykonane zostało w ramach nowego przeglądu BUFFALO (Beyond Ultra-deep Frontier Fields And Legacy Observations). Projekt ten, kierowany przez europejskich astronomów z Instytutu Nielsa Bohra (Dania) oraz Uniwersytetu w Durham (Wielka Brytania), został zaprojektowany jako następca niezwykle owocnego projektu Frontier Fields. 101 orbit Hubble’a – odpowiadające 160 godzinom cennego czasu obserwacyjnego – przeznaczono na badanie sześciu gromad galaktyk znanych z projektu Frontier Fields. Te dodatkowe obserwacje skupiają się na regionach otaczających gromady galaktyk.
Głównym celem BUFFALO jednak jest zbadanie jak i kiedy powstawały najmasywniejsze i najjaśniejsze galaktyki we wszechświecie oraz jak powstawanie wczesnych galaktyk wiąże się ze skupianiem ciemnej materii. Wiedza ta pozwoli astronomom ocenić jak gwałtownie powstawały galaktyki w pierwszych 800 milionach lat po Wielkim Wybuchu – torując tym samym drogę dla obserwacji, które będzie można prowadzić za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba.
Bazując na obserwacjach prowadzonych w ramach projektu Frontier Fields, BUFFALO będzie w stanie wykrywać najodleglejsze galaktyki około dziesięciu razy wydajniej od swojego poprzednika. Projekt BUFFALO wykorzysta także możliwości innych teleskopów kosmicznych, które obserwowały już obszary otaczające te gromady. Wszystkie te zbiory danych zostaną wykorzystane do poszukiwania pierwszych galaktyk.
Większe pola widzenia teleskopu umożliwią nam lepsze, trójwymiarowe mapowanie rozkładu masy – zarówno materii barionowej (zwykłej) jak i ciemnej – w każdej z gromad galaktyk. Takie mapy pomogą astronomom dowiedzieć się więcej o ewolucji soczewkujących gromad galaktyk oraz o naturze samej ciemnej materii.4
Źródło: NASA, ESA, A. Koekemoer, M. Jauzac, C. Steinhardt, and the BUFFALO team