De James Webbruimtetelescoop stuurt het ene na het andere revolutionaire beeld van het heelal terug naar de aarde en daagt ons begrip van de ruimte uit.
De ruimtetelescoop, een samenwerking tussen NASA, ESA en het Canadese Ruimteagentschap, heeft een beeld teruggestuurd waarin tijd en licht gebogen zijn.
Concreet is het een beeld van dezelfde cluster op drie verschillende tijdstippen, terwijl een supernova in drie stadia te volgen is. Dat is allemaal te danken aan een zogeheten zwaartekrachtlens.
Drie keer sterrenstelsels en supernova
In een persbericht schrijft ESA dat het gaat om de cluster RX J2129. Deze bevindt zich in het sterrenbeeld Waterman, circa 3,2 miljard lichtjaar van de aarde.
Op de foto zie je de cluster drie keer op drie verschillende tijdstippen. Tegelijkertijd is ook een supernova, een stervende ster die explodeert, te zien in drie fasen van zijn einde.
Bij de vroegste waarneming van de supernova, genaamd AT2002riv, is de explosie duidelijk zichtbaar.
Bij de andere twee waarnemingen, die respectievelijk 320 dagen en 1000 dagen later plaatsvinden, is hij vervaagd en bijna verdwenen.
De supernova is een supernova type 1a. Die zijn extreem nuttig voor astronomen, omdat ze door hun grote helderheid nuttig zijn bij het meten van astronomische afstanden.
Op deze foto is ingezoomd op elk van de drie stadia van de supernova. De uitsnede rechts in het midden toont de supernova tijdens de explosie. Onder zie je de supernova 320 dagen later, en boven 1000 dagen later. Hier is de explosie bijna helemaal uitgedoofd.
De tijdsverschuiving in dezelfde foto is het gevolg van het verschijnsel zwaartekrachtlens, de afbuiging van licht door de aanwezigheid van een groot ruimteobject met een sterke zwaartekracht.
Reusachtig vergrootglas
Albert Einstein voorspelde het verschijnsel al in zijn algemene relativiteitstheorie, en het is voor het eerst gedocumenteerd in 1979, toen twee quasars dicht bij elkaar werden waargenomen.
Het ruimteobject, in dit geval een enorm sterrenstelsel met een supernova, werkt als een reusachtig vergrootglas, dat het licht van objecten op de achtergrond beïnvloedt en versterkt, en ze soms op verschillende momenten dupliceert.
Dit komt doordat het licht van de cluster meer dan één route kan nemen rond de massa van de cluster, zodat het licht meerdere keren aan de andere kant verschijnt, ook al komt het van dezelfde bron.
Hier een illustratie van een zwaartekrachtlens. Door een massief object met een sterke zwaartekracht volgt het licht van een sterrenstelsel op de achtergrond meerdere paden, waardoor een vervorming in het licht ontstaat en er meerdere versies van hetzelfde object waarneembaar zijn. De zwaartekrachtlens versterkt ook het achtergrondlicht, en aan de hand daarvan kunnen astronomen afstanden en massa’s berekenen.
Door een zwaartekrachtlens kunnen verre objecten dus helderder lijken dan ze gewoonlijk zouden doen. Astronomen kunnen dit ook gebruiken om te berekenen hoe groot de cluster RX J2129 is.
‘Doordat de massa in de cluster ongelijk verdeeld is, worden lichtstralen die de supernova uitzendt in verschillende mate door de lens afgebogen. Daardoor nemen ze de langere of kortere route naar de waarnemer – wat resulteert in afzonderlijke beelden,’ schrijft ESA.
De supernova werd ontdekt door waarnemingen van de Hubbleruimtetelescoop, waarna de Webbtelescoop inzoomde op dezelfde coördinaten en het verschijnsel vereeuwigde.