Астрономам вдалося роздивитися яскраву в рентгенівських променях галактику з молодого Всесвіту, світло якої було посилено гравітацією розташованого ближче до Землі скупчення галактик. Вивчений об'єкт - аналог найперших галактик у Всесвіті, світло яких заново іонізувало речовину 0,5-1 мільярд років після Великого вибуху, пишуть автори в журналі.
Згідно сучасної теорії гравітації - Загальної теорії відносності Альберта Ейнштейна - маса і енергія викривляють простір-час, що позначається на протіканні будь-яких процесів, у тому числі русі світла. У результаті можлива ситуація, коли гравітація масивного тіла виступить як лінза, посилюючи світло розташованого позаду джерела. Астрономи використовують ефект гравітаційного лінзування для вивчення об'єктів раннього Всесвіту, світло яких внаслідок віддаленості і розширення простору занадто слабке для безпосередньої реєстрації. Зокрема, подібне збільшення сигналу допомагає вивчати екстремально далекі галактики, що існували близько одного мільярда років після Великого вибуху.
Подібні дослідження проводилися в багатьох діапазонах електромагнітного спектру, в тому числі в ультрафіолетовому, оптичному, інфрачервоному і міліметровому. Тим не менш, досі гравітаційне лінзування не вдавалося використовувати для спостережень в рентгенівському діапазоні. Основна проблема полягає в тому, що скупчення галактик, які зазвичай виступають в якості лінз, занурені в протяжні гало з гарячого газу, який сам активно світить в рентгенівському діапазоні. Вважалося, що лінзовані джерела не будуть достатньо яскравими для виділення на тлі власного випромінювання скупчення.
У роботі Метью Байлісса (Matthew Bayliss) з Массачусетського технологічного інституту і його колег описані вперше проведені за допомогою гравітаційного лінзування рентгенівські спостереження далекої галактики. Червоне зміщення виступив в якості лінзи скупчення галактик Фенікса склало 0,6, а фонової галактики - 1,52. Світло фонової галактики було випущено понад 9 мільярдів років тому, коли вік Всесвіту був близько 4,2 мільярда років.
Галактику випадково знайшли в оптичному огляді, де її спотворене зображення виглядає як довга і тонка голубувата смуга. Наступні тривалі спостереження на космічному рентгенівському телескопі Chandra дозволили зареєструвати її високоенергетичне випромінювання. За оцінками вчених, ця галактика набагато менше Чумацького Шляху, але в ній відбувається активне зіроутворення і вже спостерігається надзвичайно висока щільність виключно великих і гарячих зірок.
Автори переконалися, що бачать саме галактику зі спалахом зореутворення, а не з активним ядром, оскільки співвідношення яскравості спектральних ліній виявилися на відповідному рівні. Астрономи оцінюють гравітаційне збільшення яскравості в 65-20 разів. Відновлене за допомогою математичної моделі нескажене зображення показало, що об'єкт є маленькою неправильною галактикою з двома центрами формування зірок розміром не більше кілопарсека кожен.
Вчені відзначають, що хоч яскравість цього об'єкта і була помітно збільшена лінзою, але сама галактика спочатку була вельми тьмяною в рентгенівському діапазоні. Це дозволяє сподіватися, що систематичні пошуки лінзованих високоенергетичних зображень дозволять знайти безліч подібних прикладів. Автори оцінюють, що з використанням наступного покоління рентгенівських телескопів можна сподіватися на вивчення деталей окремих областей зіроутворення, а також спостереження екстремально далеких галактик аж до червоного зміщення близько 10.
Раніше за допомогою гравітаційних лінз вдалося побачити відразу чотири моменти життя однієї наднової, розгледіти екстремально далеку галактику і виміряти розширення Всесвіту.