ทางช้างเผือกวัดระยะห่างระหว่าง 100 ถึง 120,000 ปีแสงระยะทางที่ท้าทายจินตนาการ แต่กลุ่มกาแลคซีซึ่งประกอบไปด้วยกาแลคซีนับร้อยถึงพันแห่งที่อยู่ภายใต้แรงโน้มถ่วงแบบรวมสามารถยืดระยะเวลาได้หลายสิบล้านปีแสง
กระจุกขนาดใหญ่เหล่านี้มีความสัมพันธ์ซึ่งซับซ้อนระหว่างกาแลคซีที่ชนกันและสสารมืด ดูเหมือนว่าพวกเขาจะไม่สามารถทำแผนที่ได้อย่างแม่นยำ แต่ตอนนี้ทีมนักดาราศาสตร์ระหว่างประเทศที่ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลของนาซ่า / อีเอสเอได้ทำสิ่งนี้ - ทำแผนที่กลุ่มกาแลคซีอย่างแม่นยำพากย์ MCS J0416.1–2403, 4.5 พันล้านปีแสง
“ แม้ว่าเรารู้วิธีทำแผนที่มวลของกระจุกดาวโดยใช้เลนส์ที่แข็งแกร่งมานานกว่ายี่สิบปีแล้ว แต่ก็ใช้เวลานานในการรับกล้องโทรทรรศน์ที่สามารถทำการสำรวจลึกและคมชัดได้อย่างเพียงพอและสำหรับโมเดลของเรามีความซับซ้อนเพียงพอสำหรับเรา เพื่อทำแผนที่ในรายละเอียดที่ไม่เคยปรากฏมาก่อนระบบที่ซับซ้อนเหมือน MCS J0416.1–2403” ผู้เขียนร่วม Jean-Paul Kneib กล่าวในการแถลงข่าว
การวัดปริมาณและการกระจายของมวลภายในวัตถุที่อยู่ห่างไกลอาจเป็นเรื่องยากอย่างยิ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสามในสี่ของสสารทั้งหมดในจักรวาลเป็นสสารมืดซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้โดยตรงเพราะมันไม่เปล่งแสงหรือสะท้อนแสงใด ๆ มันโต้ตอบโดยแรงโน้มถ่วงเท่านั้น
แต่โชคดีที่สสารขนาดใหญ่บิดเบี้ยวและบิดเบือนสิ่งทอรอบตัวเวลา ทำหน้าที่เหมือนเลนส์พวกมันดูเหมือนจะขยายและโค้งงอแสงที่เคลื่อนที่ผ่านพวกเขาจากวัตถุที่อยู่ไกลกว่า
เอฟเฟกต์นี้รู้จักกันในชื่อเลนส์ความโน้มถ่วงสามารถมองเห็นได้ในบางกรณีเท่านั้นและสามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่ที่สุดเท่านั้น แม้แต่กระจุกกาแลคซีถึงแม้จะมีขนาดใหญ่ แต่ก็มีผลกระทบต่อความโน้มถ่วงน้อยที่สุด ส่วนใหญ่เป็นสาเหตุที่ทำให้เลนส์มีความอ่อนแอทำให้แหล่งที่อยู่ห่างไกลมากขึ้นปรากฏเป็นรูปวงรีบนท้องฟ้าเพียงเล็กน้อยเท่านั้น
อย่างไรก็ตามเมื่อการจัดตำแหน่งของคลัสเตอร์และวัตถุที่อยู่ห่างไกลถูกต้อง กาแลคซีพื้นหลังสามารถทำให้ทั้งสว่างและเปลี่ยนเป็นวงแหวนและส่วนโค้งของแสงปรากฏหลายครั้งในภาพเดียวกัน มันเป็นเอฟเฟกต์นี้ซึ่งรู้จักกันในชื่อเลนส์ที่แข็งแกร่งซึ่งช่วยให้นักดาราศาสตร์ทำแผนที่การกระจายมวลใน MCS J0416.1–2403
“ ความลึกของข้อมูลทำให้เรามองเห็นวัตถุที่จางมากและทำให้เราสามารถระบุกาแลคซีที่มีเลนส์มากขึ้นกว่าที่เคยเป็นมา” ดร. เจาแซ็กนักเขียนนำกล่าว “ แม้ว่าเลนส์ที่แข็งแรงจะขยายกาแลคซีพื้นหลังพวกมันยังอยู่ห่างไกลและสลัวมาก ความลึกของข้อมูลเหล่านี้หมายความว่าเราสามารถระบุกาแลคซีพื้นหลังที่ห่างไกลอย่างไม่น่าเชื่อ ตอนนี้เรารู้ว่ากาแลคซีที่มีเลนส์มากถึงสี่เท่าในกระจุกดาวมากกว่าที่เราเคยทำมาก่อน”
การใช้กล้องขั้นสูงของฮับเบิลสำหรับการสำรวจนักดาราศาสตร์ระบุกาแลคซีที่สร้างใหม่จำนวน 51 ภาพที่กระจัดกระจายอยู่รอบกระจุกดาวเป็นสี่เท่าของจำนวนที่พบในการสำรวจก่อนหน้า ผลกระทบนี้ทำให้ Jauzac และเพื่อนร่วมงานคำนวณการกระจายของสสารที่มองเห็นและมืดในกระจุกดาวและสร้างแผนที่มวลที่มีข้อ จำกัด สูง
มวลรวมภายในกระจุกนั้นคือ 160 ล้านล้านเท่ามวลดวงอาทิตย์โดยมีความไม่แน่นอน 0.5% มันเป็นแผนที่ที่แม่นยำที่สุดเท่าที่เคยผลิตมา
แต่ Jauzac และเพื่อนร่วมงานไม่ได้วางแผนที่จะหยุดที่นี่ ภาพที่แม่นยำยิ่งขึ้นของกระจุกกาแลคซีนั้นจะต้องมีการวัดจากเลนส์ที่อ่อนแอเช่นกัน ดังนั้นทีมจะทำการศึกษากลุ่มต่อไปโดยใช้การถ่ายภาพฮับเบิลที่ลึกเป็นพิเศษ
พวกเขาจะใช้หอสังเกตการณ์ภาคพื้นดินในการวัดการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในสเปกตรัมของกาแลคซีดังนั้นจึงสังเกตความเร็วของเนื้อหาของกระจุกดาว การรวมการตรวจวัดทั้งหมดไม่เพียง แต่จะช่วยเพิ่มรายละเอียดเท่านั้น แต่ยังนำเสนอแบบจำลอง 3 มิติของกาแลคซีภายในกระจุกกาแลคซีส่องสว่างประวัติศาสตร์และวิวัฒนาการ
งานนี้ได้รับการยอมรับสำหรับการเผยแพร่ใน ประกาศรายเดือนของดาราศาสตร์ และสามารถออนไลน์ได้
