Det er lykkedes at optage et usædvanligt detaljeret billede af en fjern galakse igennem en gravitationslinse. Det er sket under ALMA's første periode med brug af den fulde afstand imellem antennerne. Billedet viser i særlig grad det forstørrede billede af galaksens stjernedannelsesområder - områder som er meget større, men af samme karakter som Oriontågen. Sådan nogle områder er aldrig før set med så mange detaljer i en så fjern galakse - selv ikke ESA og NASA's Hubble rumteleskop kan ikke levere en lignende opløsningsevne.

Der er kommet nogle forbavsende resultater ud af ALMA's observationsprogram "Long Baseline Campaign". Vi har nu langt mere detaljerede oplysninger både om nogle af de fjernere og nogle af de nærmere indbyggere i Universet. I slutningen af 2014 så ALMA på en fjern galakse med navnet HATLAS J090311,6+003906, som også bærer det noget nemmere navn SDP.81. Lyset fra denne galakse bliver udsat for den kosmiske effekt, som kaldes gravitationslinsning. Der sidder en stor galakse imelem SDP,81 og ALMA, og den fungerer som en linse, der forvrænger lyset fra den fjernere galakse, og danner et næsten perfekt eksempel på fænomenet "Einstein Ring" eller gravitatioslinse.

Der er mindst syv grupper af forskere, som uafhængigt har analyseret de data, som ALMA har indsamlet om SDP.81. Det har forårsaget en mindre strøm af forskningsartikler med afsløringer af ting om galaksen, som aldrig før: strukturen, indholdet, bevægelserne og andre fysiske detaljer er nu blevet kendt.

ALMA fungerer som et interferometer. Sagt helt enkelt, så fungerer de mange antenner i anlægget i takt, så de indfanger lys som om det var ét enormt virtuelt teleskop. Det betyder, at de nye billeder af SDP.81 har en opløsning, som er op til 6x større end NASA/ESA Hubble rumteleskopets.

I astronomernes avancerede gennemregninger dukker fine, aldrig før sete strukturer op i SDP.81. Det er støvskyer, som man mener er enorme områder med kold molekylær gas - og det er her, der dannes nye stjerner og planeter. Det er beregningsmodeller som de anvendte, som kan fjerne de forvrængninger, som gravitationslinsens ujævne linse danner.

Som følge af det er ALMAs observationer så skarpe, at forskerne kan se klumper af stjernedannelse i galaksen ned til en størrelse på omkring 200 lysår. Det svarer til at kunne se enorme udgaver af Oriontågen, som danner flere tusinde gange flere stjerner end den gør - og det endda i nogle af de fjernere egne af Universet. Det er første gang, forskerne har set disse fænomener på denne enorme afstand.

"Det billede, som vi har rekonstrueret af galaksen ved hjælp af ALMA er bemærkelsesværdigt", siger Rob Ivison, som er medforfatter på to af artiklerne, og ESO's Director for Science. "ALMAs enorme flade, den store afstand imellem antennerne og den rolige atmosfære over Atacamaørkenen er altsammen betingelser, som har ført til disse fantastiske detaljerede billeder og spektrer. Det betyder, at vi får meget præcise observationer, og tillige oplysninger om, hvordan de enkelte dele af galaksen bevæger sig. Vi kan studere galakser i den anden ende af Universet mens de er i gang med at smelte sammen og danne enorme antal af stjerner. Det er sådan noget, som får mig til at stå op om morgenen!"

Astronomerne har målt hvordan den fjerne galakse roterer, og de har målt dens samlede masse, alt sammen ved hjælp af spektralmålinger med ALMA. Gassen i galaksen er ustabil, og klumper af gas er i gang med at falde sammen. Det bliver sandsynligvis til nye enorme stjernedannelsesområder i fremtiden.

De samme beregningsmodeller til korrektion af linseeffekten viser også, at der findes et supermassivt sort hul i centeret af forgrunds-galaksen, som danner linsen[6]. SDP.81's centralområder lyser for svagt til at kunne ses, og det betyder, at forgrunds-galaksen indeholder et sort hul som vejer 2-300 millioner gange mere end Solen.

De mange artikler, som er baseret på dette enkelte sæt data fra ALMA viser, at der er en berettiget forventning med hensyn til, hvad anlægget kan klare af opløsningsevne og lysstyrke. Det viser også, at ALMA vil hjælpe astronomerne til at gøre mange flere opdagelser i de kommende år, også omkring studierne af de fjerne galakser.

Kilde: 'Sharpest View Ever of Star Formation in the Distant Universe'