De dikke en de dunne

© NASA/ESA/CSA

Zonde, al die diagonale krassen op zo’n mooie foto van het heelal. Als je niet beter weet, is dat misschien de eerste gedachte bij het zien van deze opname van de James Webb Space Telescope. Maar sterrenkundigen weten wél beter, en ze zijn juist enorm verguld met de merkwaardige lichtslierten. Het zijn de sterk vervormde beeldjes van extreem ver verwijderde sterrenstelsels.

De Webb-foto, gemaakt in de zomer van 2022 maar pas onlangs vrijgegeven, toont een gigantische zwerm van sterrenstelsels – de talrijke wazige lichtvlekjes op de opname. De cluster werd in 2011 ontdekt, en is vanwege zijn enorme massa (meer dan duizend biljoen keer de massa van de zon) El Gordo genoemd – Spaans voor de dikke. De stelsels in de cluster staan zo ver weg dat hun licht er 7,6 miljard jaar over heeft gedaan om de aarde te bereiken.

Maar op de foto zijn ook sterrenstelsels zichtbaar op nog veel grotere afstanden, overeenkomend met een lichtreistijd van 11 tot 12 miljard jaar. Die bieden dus een beeld van de omstandigheden in het heelal zo’n 2 tot 3 miljard jaar na de oerknal. Helaas zijn ze vanwege hun kolossale afstanden moeilijk in detail te bestuderen.

Behalve wanneer het licht van zo’n ver sterrenstelsel wordt afgebogen en versterkt door de zogeheten zwaartekrachtlenswerking van de zware cluster op de voorgrond – een effect dat ruim een eeuw geleden al werd voorspeld door Albert Einstein. Als je goed kijkt, zijn de gevolgen van die zwaartekrachtlenswerking op tal van plaatsen in de foto te zien.

De opvallendste lichtstreep, linksonder het midden van de opname, is La Flaca genoemd - de dunne. Het is het sterk uitgerekte (en versterkte) beeldje van één enkel ver sterrenstelsel. Datzelfde geldt voor de oranje ring rechtsboven (El Anzuelo, ofwel de vishaak); in werkelijkheid gaat het om een relatief klein, schijfvormig stelsel met een diameter van 26.000 lichtjaar.

Einstein verwachtte begin twintigste eeuw niet dat het door hem voorspelde effect ooit daadwerkelijk waargenomen zou kunnen worden. Inmiddels vormen zwaartekrachtlenzen een belangrijk astronomisch hulpmiddel voor het bestuderen van de vroegste sterrenstelsels in het heelal.