Bu, kütle çekimsel mercek olarak kullanılan devasa bir galaksi kümesi olan MACS J1149’dur. Yaklaşık 5 milyar ışık yılı uzaklıkta bulunan bu küme, en az 300 galaksi ve muhtemelen yüzlerce daha fazlasını içermektedir. James Webb Uzay Teleskobu tarafından Ayın Fotoğrafı olarak seçildi. 

Çoğunluğu Kanadalı araştırmacılardan oluşan bir ekip, 13,5 milyar yıl öncesinden 5 milyar yıl öncesine kadar uzanan düşük kütleli galaksileri incelemek için büyük galaksi kümelerini ve JWST teleskobunu kullandılar.

Kümeler, JWST’nin erişim alanını genişletmek için kütle çekimsel mercekler olarak kullanıldı. Bu projeye CANUCS (Kanada NIRISS Tarafsız Küme Araştırması) adı verilmiştir.

CANUCS, binlerce galaksi için yüksek kaliteli görüntüler ve spektrumlar toplamak amacıyla güçlü uzay teleskobunun üç yakın kızılötesi cihazını (NIRSpec, NIRCam ve NIRISS) kullanmaktadır.

CANUCS veri seti, galaksilerin mesafelerini, parlaklıklarını, yıldız oluşum geçmişlerini, metal içeriklerini, toz özelliklerini, boyutlarını ve morfolojilerini içermektedir.

Araştırma Grubunun lideri, Kanada’nın York Üniversitesi’nden Ghassan Sarrouh, “Galaksi dışı derin alanlar, astronomik gözlemlerin ulaşabileceği en uzak geçmişe bakışı sunar”

“Kozmik evrimi insan zaman ölçeklerinde doğrudan gözlemlemenin imkansızlığıyla sınırlı olan tarafsız, geniş alanlı araştırmalar, farklı kozmolojik dönemlerdeki galaksi popülasyonlarının istatistiksel anlık görüntülerini sağlamak için gereklidir” dedi.

Bu tür çalışmalar için inşa edilen JWST, CANUCS projesi kapsamında, kütle çekim mercekleri olarak kullanılan beş galaksi kümesinin muhteşem görüntülerini yakaladı.

Bunlardan biri, yaklaşık 5 milyar ışık yılı uzaklıktaki MACS J1149 kümesidir. En az 300 galaksi içerir ve muhtemelen birkaç yüz daha fazla galaksi barındırır. 

MACS J1149’un en önemli özelliği, 2018’de bulunduğunda şimdiye kadar tespit edilen en uzak tekil yıldızı barındırmasıdır.  Icarus adı verilen bu yıldız, yaklaşık 9 milyar ışık yılı uzaklıktadır. (Şimdi ise 2022’de tespit edilen Earendel, 28 milyar ışık yılı ile en uzak yıldızdır.)

MACS J1149, güçlü bir kütle çekimsel mercek olarak iyi bilinir. Hubble Uzay Teleskobunun (HST) Sınır Alanları Programı’nda incelediği altı galaksi kümesinden biridir.

MACS J1149 ve diğer kümeler, bu kadar güçlü kütle çekimsel mercekler oldukları için seçilmiştir. Şimdi ise JWST’nin ayın Fotoğrafı olarak öne çıkarılıyor.

Bu görüntü, sadece yıldız kümesinin ve sayısız arka plan galaksisinin parlak ve renkli bir fotoğrafı olmaktan öte, kütle çekimsel merceklenmenin gücünü ve faydasını da göstermektedir.

Küme, parlak beyaz galaksilerin bulunduğu görüntünün merkezinde yer almaktadır. Galaksi kümesinin dış çevresine dağılmış halde, uzak galaksilerden gelen uzamış ışık çizgileri görülmektedir.

Ön plandaki küme, bu ışığı büyütüp bozarak yaylar ve diğer çarpık şekiller oluşturmaktadır. Galaksi kümesinin hemen altında kırmızımsı bir sarmal galaksi görülebilmekte ve kolları, ön plandaki kümenin ezici çekim gücüyle bozulmuş ve şekilsiz hale gelmiştir.

MACS J1149’un bu yakınlaştırılmış görüntüsü, kümenin yanından geçen ışık üzerindeki güçlü etkisini vurgulamaktadır. Uzaktaki bir arka plan sarmal galaksisinden gelen ışık, kümenin kütle çekimi tarafından bozulmakta, sarmal kolları uzamakta ve şekil bozukluğuna uğramaktadır. 

Bu görüntüde, kırınım çizgileri olmayan her şey bir galaksidir. Arka plandaki en silik noktalar bile koca bir galaksiyi temsil eder.

Evrende kaç galaksi olduğunu bilmiyoruz. Ancak birçoğu, evrenin hızlanan genişlemesi sayesinde gözlem ufkumuzu aştı ve sonsuza dek erişemeyeceğimiz bir yerde kaldı. Sınırsız zaman ve mükemmel aletlerle bile, onlara ulaşmamız mümkün değil.

Kütle çekim merceklenmesi, bazı uzak galaksileri görünür hale getirmenin tek yoludur. Ancak bu yöntem, ön plandaki küme, arka plandaki galaksiler ve gözlemciler doğru şekilde hizalandığında işe yarar.

Küme içi ışık (ICL) kaynaklı kirlenme gibi bazı gözlemsel zorluklara rağmen, kütle çekimsel merceklenme güçlü bir doğal araçtır. Araştırmacılar, “Merceklenme kümeleri, aksi takdirde ulaşılamayacak yeni olayları tespit etmek için eşsiz bir fırsat sunuyor” diyorlar.