SDP.81 : 머나먼 은하에서 별의 탄생을 가장 높은 해상도로 촬영하다.

2015. 6. 9. 22:403. 천문뉴스/유럽남부천문대(ESO)

 

Credit:ALMA (NRAO/ESO/NAOJ)/Y. Tamura (The University of Tokyo)/Mark Swinbank (Durham University)

 

사진1> 왼쪽 사진은 전면에서 렌즈작용을 하는 은하의 모습을 허블우주망원경이 촬영한 것이다.
여기에 SDP.81이 중력렌즈 현상을 통해 거의 완벽한 원형의 아인슈타인의 고리로 그 모습을 드러내고 있다.

중간 사진은 ALMA를 이용하여 바라본 아인슈타인의 고리 모습이다. 이 사진에서는 전면에 위치한 은하는 보이지 않는다.

그리고 재처리를 통해 얻어낸 이 머나먼 은하의 모습이 오른쪽 사진이다.

이는 중력렌즈작용에 대한 정교한 모델을 이용하여 재구축한 것으로 이전에는 결코 볼 수 없었던 세부 구조들을 보여주고 있는데 새로운 별들과 행성들이 탄생하는 차갑고 거대한 분자 구름으로 추측되는 은하내의 먼지 구름들이 바로 그것이다.

 

ALMA의 장기선 캠패인이 중력렌즈 현상에 의해 모습을 드러낸 머나먼 은하의 인상적인 사진을 만들어냈다.

이 사진에는 은하이 별 생성 구역이 확대되어 나타나 있는데, 이는 이처럼 멀리 떨어진 은하로서는 이번에 관측 가능했던 수준만큼 세밀하게 관측된 전례가 없는 장면이다.
이번 관측결과는 허블우주망원경을 훨씬 능가하는 해상도를 보여주고 있으며, 이를 통해 미리내의 오리온성운의 거대한 버전으로 비견될만한 별생성 구역이 그 모습을 드러내게 되었다.
 

ALMA의 장기선 배열 캠페인이 놀라운 관측을 이뤄냈다.
이 관측을 통해 머나먼 우주와 가까운 우주에 존재하는 천체들에 대해 유례없는 세밀한 정보를 모을 수 있었다.

(블로그쥔장 주 : ALMA 장기선 캠페인동안 진행된 여러 관측의 내용은 다음의 링크에서 확인하실 수 있습니다.

황소자리 HL 별 주위의 원시행성 원반 : https://big-crunch.tistory.com/12347505
소행성 주노 : https://big-crunch.tistory.com/12347866
SDP.81 중력렌즈 은하 : https://big-crunch.tistory.com/12347867

이중에서 SDP.81에 대한 내용은 동일 천체에 대한 내용이지만 이번 ESO의 발표 뉴스는 해당 관측을 근거로 양산된 수많은 논문이라는 성과에 초점이 맞춰져 있습니다.)

 

2014년 말, 캠패인의 일환으로 이루어진 관측은 HATLAS J090311.6+003906, 또는 SDP.81 로 알려져 있는 머나먼 은하를 대상으로 이루어졌다.

이 은하로부터 나오는 빛은 중력렌즈라고 알려진 우주적 현상의 희생물이었다.

 

SDP.81과 ALMA사이에 위치하는 거대 은하[1]가 훨씬 멀리 떨어진 은하의 모습을 구부리고 확대하면서 거의 완벽에 가까운 아인슈타인의 고리[2] 현상을 만들어냈다.

 

 

동영상1> 중력렌즈 현상의 원리  Credit:ALMA (NRAO/ESO/NAOJ)/Luis Calcada (ESO)

 

 

동영상 2> 아인슈타인의 고리가 만들어지는 원리  Credit:ALMA (NRAO/ESO/NAOJ)/Luis Calcada (ESO)

최소한 7개 그룹의 과학자들[3]이 독립적으로 SDP.81의 ALMA데이터를 분석하였다.

한꺼번에 쏟아져나온 논문들은 세부 구조와 조성, 움직임 및 여타 물리적 속성들을 포함하여 이 은하에 대한 유례없는 정보들을 밝혀내고 있다.

ALMA는 간섭계와 같은 작용을 한다.

간단히 말해 배열을 구성하고 있는 여러 안테나들은 완벽하게 조율된 양상으로 빛을 모으면서 마치 거대한 가상의 망원경처럼 작업하게 되는 것이다.[4]

그 결과 SDP.81의 새로운 사진이 갖는 해상도는 허블우주망원경의 적외선 사진보다 6배나 뛰어난 해상도를 보여주고 있다.[5]


천문학자들의 정교한 모델링은 SDP.81의 먼지 구름내에서 이전에는 보이지 않았던 미세한 구조를 식별할 수 있게 해 주었다.

 

 

Credit:ALMA (NRAO/ESO/NAOJ)/Mark Swinbank (Durham University)

 

사진 2> 아인슈타인 고리의 형태에서 중력렌즈확대 모델링에 의거 재구축된 원래 은하의 모습

 

이곳은 별과 행성들이 탄생하는 차가운 분자 가스가 몰려있는 거대한 저장소로 생각된다.

 

이 모델링을 통해 중력렌즈의 확대 작용으로부터 야기된 왜곡이 교정될 수 있다.

그결과 ALMA가 성취한 고해상의 관측데이터를 이용하여 과학자들은 이 은하에서 새로운 별들이 만들어지는 최소 200광년 크기의 구름 뭉치를 볼 수 있게 되었다.
이는 우주 저 반대편에서 1천배 이상 새로운 별들을 왕성하게 만들어내는 거대한 크기의 오리온성운을 관측하는 것과 같다고 할 수 있다. 
이처럼 어마어마한 거리에 떨어져 있는 별탄생지역을 관측한 것은 이번이 처음이다. 
 
ESO의 과학감독관이자 이번에 제출된 2개 논문의 공동저자인 롭 이비손(Rob Ivison)의 소감은 다음과 같다.
"재구축된 ALMA의 사진은 정말 장관입니다.
ALMA의 거대한 데이터 수집폭과 엄청난 규모로 도열해선 안테나들, 그리고 아타카마 사막 상공의 안정적인 대기상황이 사진과 분광 데이터 모두에서 정교하기 그지없는 세밀한 데이터를 얻을 수 있게 해 주었죠.
이는 우리가 매우 고감도의 관측을 할 수 있으며 이 은하의 여러 부분들이 어떻게 움직이는지에 대한 정보를 알 수 있다는 것을 의미합니다.
우리는 우주 반대편에서 충돌을 계속하며 엄청난 규모로 별들을 만들어내는 은하들을 연구할 수 있게 되었습니다.
이것이야말로 매일 아침 저를 깨어나게 만드는 힘이라 할 수 있죠."
 
ALMA에 의해 수집된 분광 정보를 이용하여 천문학자들은 또한 이 은하의 회전양상과 질량을 측정할 수 있었다.


수집된 데이터는 이 은하의 가스가 불안정한 상태임을 보여준다.
가스뭉치들은 안쪽으로 붕괴되고 있고, 이들이 거대한 별생성지역으로 변해가고 있는 것으로 보인다.


특히 중력렌즈 효과를 모델링한 결과 앞쪽에서 렌즈 현상을 만들어내는 은하의 중심부에는 초거대질량의 블랙홀이 위치하고 있는 것으로 보인다.[6]


SDP.81 의 중심부는 매우 희미해서 감지하기가 어려울 정도였는데, 이는 전면에 위치한 은하가 태양 질량의 2억배에서 3억배에 달하는 질량을 가진 블랙홀을 가지고 있다는 결론을 이끌어 주었다.

 

하나의 ALMA 데이터를 기초자료로 하여 발표된 수많은 논문들은 ALMA의 뛰어난 빛모으기 능력과 고해상도 관측이 가진 엄청난 잠재가능성을 보여준다.

이는 향후 ALMA가 이끌어나갈 새로운 발견들과 함께 ALMA를 통해 머나먼 은하의 본성에 대한 궁금증이 계속 풀려나갈 것임을 보여주는 것이라 할 수 있다.

Credit:ALMA (NRAO/ESO/NAOJ)/Y. Tamura (The University of Tokyo)

 

사진 3>  중력렌즈작용에 의해 나타난 은하 SDP.81이 거의 완벽에 가까운 아인슈타인의 고리 모습을 보여주고 있다.

 

Credit:ALMA (NRAO/ESO/NAOJ)/Y. Tamura (The University of Tokyo)/Mark Swinbank (Durham University)

 

사진 4> 허블우주망원경으로 촬영한, 중력렌즈로 작용하는 전면의 은하와 이 은하에 의해 확대된 은하 SDP.81의 모습.
SDP.81은 거의 완벽에 가까운 아인슈타인의 고리 모습을 연출하고 있다.

 

 

각주


[1] 중력렌즈에 의해 확대된 은하는 우주의 나이가 현재 대비 고작 15%에 지나지 않던 빅뱅 후 24억년 상관에 형성된 은하이다.
이 빛이 우리로부터 상대적으로 가까운 거리인 대략 40억광년 거리의 무거운 은하 주변을 우회하여  우리에게 도달하기까지 지구 나이의 두 배에 달하는 시간(약 114억년)이 소요된 것이다.
  
[2] 중력렌즈 현상은 알버트 아인슈타인이 일반상대성이론에서 예견한 것이다.
그의 이론은 우리에게 물체가 시공간을 구부릴 수 있다고 말하고 있다. 
시공간을 구부리고 있는 물체에 접근하는 빛은 이 물체가 만들어내는 굴곡을 따라 움직이게 된다.  
이러한 효과는 특히 거대한 은하나 은하단과 같은 무거운 천체들이 우주의 확대경과 같은 작용을 하게 만들어준다. 
아인슈타인의 고리는 중력렌즈 현상이 만들어내는 특이유형으로서 지구와 중력렌즈로서 작용하는 은하, 그리고 중력렌즈에 의해 확대되는 은하가 정확하게 일직선상에 도열하면서 조화롭게 이루어진 굴곡이 빛의 고리를 만들어내는 현상을 말한다.

 

[3] 여기에 참여한 과학팀들은 아래와 같다.

http://arxiv.org/abs/1503.07605
Yoichi Tamura (The University of Tokyo),
Masamune Oguri (The University of Tokyo),
Daisuke Iono (National Astronomical Observatory of Japan/SOKENDAI),
Bunyo Hatsukade (National Astronomical Observatory of Japan),
Yuichi Matsuda (National Astronomical Observatory of Japan/SOKENDAI),
Masao Hayashi (National Astronomical Observatory of Japan).

http://arxiv.org/abs/1503.08720
Simon Dye (University of Nottingham),
Christina Furlanetto (University of Nottingham; CAPES Foundation, Ministry of Education of Brazil, Brazil),
Mark Swinbank (Durham University),
Catherine Vlahakis (Joint ALMA Observatory, Chile; ESO, Chile),
James Nightingale (University of Nottingham),
Loretta Dunne (University of Canterbury, New Zealand; Institute for Astronomy [IfA], Royal Observatory Edinburgh),
Steve Eales (Cardiff University),
Ian Smail (Durham),
Ivan Oteo-Gomez (IfA, Edinburgh; ESO, Germany),
Todd Hunter (National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, Virginia, USA),
Mattia Negrello (INAF, Osservatorio Astronomico di Padova, Vicolo Osservatorio, Padova, Italy),
Helmut Dannerbauer (Universitat Wien, Vienna, Austria),
Rob Ivison (IfA, Edinburgh; ESO, Germany),
Raphael Gavazzi (Universite Pierre et Marie Curie, Paris),
Asantha Cooray (California Institute of Technology, USA),
Paul van der Werf (Leiden University, The Netherlands).

http://arxiv.org/abs/1505.05148
Mark Swinbank (Durham University),
Simon Dye (University of Nottingham),
James Nightingale (University of Nottingham),
Christina Furlanetto (University of Nottingham; CAPES Foundation, Ministry of Education of Brazil, Brazil),
Ian Smail (Durham),
Asantha Cooray (California Institute of Technology, USA),
Helmut Dannerbauer (Universitat Wien, Vienna, Austria),
Loretta Dunne (University of Canterbury, New Zealand; Institute for Astronomy [IfA], Royal Observatory Edinburgh),
Steve Eales (Cardiff University),
Raphael Gavazzi (Universite Pierre et Marie Curie, Paris),
Todd Hunter (National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, Virginia, USA),
Rob Ivison (IfA, Edinburgh; ESO, Germany),
Mattia Negrello (INAF, Osservatorio Astronomico di Padova, Vicolo Osservatorio, Padova, Italy),
Ivan Oteo-Gomez (IfA, Edinburgh; ESO, Germany),
Renske Smit (Durham), Paul van der Werf (Leiden University, The Netherlands),
Catherine Vlahakis (Joint ALMA Observatory, Chile; ESO, Chile).

http://arxiv.org/abs/1503.05558
Kenneth C. Wong (Institute of Astronomy and Astrophysics, Academia Sinica (ASIAA), Taipei, Taiwan),
Sherry H. Suyu (ASIAA, Taiwan),
Satoki Matsushita (ASIAA, Taiwan)

http://arxiv.org/abs/1503.07997
Bunyo Hatsukade (National Astronomical Observatory of Japan, Tokyo, Japan)
Yoichi Tamura (Institute of Astronomy, University of Tokyo, Tokyo, Japan),
Daisuke Iono (National Astronomical Observatory of Japan; The Graduate University for Advanced Studies [SOKENDAI], Tokyo, Japan),
Yuichi Matsuda (National Astronomical Observatory of Japan),
Masao Hayashi (National Astronomical Observatory of Japan),
Masamune Oguri (Research Center for the Early Universe, University of Tokyo, Tokyo, Japan; Department of Physics, University of Tokyo, Tokyo, Japan; Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe [Kavli IPMU, WPI], University of Tokyo, Chiba, Japan)

http://arxiv.org/abs/1503.02652
The ALMA Partnership,
C. Vlahakis (Joint ALMA Observatory [JAO]; ESO) ,
T. R. Hunter (National Radio Astronomy Observatory [NRAO]),
J. A. Hodge (NRAO) ,
L. M. Perez (NRAO) ,
P. Andreani (ESO),
C. L. Brogan (NRAO) ,
P. Cox (JAO, ESO) ,
S. Martin (Institut de Radioastronomie Millimetrique [IRAM]) ,
M. Zwaan (ESO) ,
S. Matsushita (Institute of Astronomy and Astrophysic, Taiwan) ,
W. R. F. Dent (JAO, ESO),
C. M. V. Impellizzeri (JAO, NRAO),
E. B. Fomalont (JAO, NRAO),
Y. Asaki (National Astronomical Observatory of Japan; Institute of Space and Astronautical Science (ISAS), Japan Aerospace Exploration Agency [JAXA]) ,
D. Barkats (JAO, ESO) ,
R. E. Hills (Astrophysics Group, Cavendish Laboratory),
A. Hirota (JAO; National Astronomical Observatory of Japan),
R. Kneissl (JAO, ESO), E. Liuzzo (INAF, Istituto di Radioastronomia),
R. Lucas (Institut de Planetologie et d’Astrophysique de Grenoble) ,
N. Marcelino (INAF),
K. Nakanishi (JAO, National Astronomical Observatory of Japan),
N. Phillips (JAO, ESO),
A. M. S. Richards (University of Manchester),
I. Toledo (JAO),
R. Aladro (ESO),
D. Broguiere (IRAM),
J. R. Cortes (JAO, NRAO),
P. C. Cortes (JAO, NRAO),
D. Espada (ESO, National Astronomical Observatory of Japan),
F. Galarza (JAO),
D. Garcia-Appadoo (JAO, ESO),
L. Guzman-Ramirez (ESO),
A. S. Hales (JAO, NRAO) ,
E. M. Humphreys (ESO) ,
T. Jung (Korea Astronomy and Space Science Institute) ,
S. Kameno (JAO, National Astronomical Observatory of Japan) ,
R. A. Laing (ESO),
S. Leon (JAO,ESO) ,
G. Marconi (JAO, ESO) ,
A. Mignano (INAF) ,
B. Nikolic (Astrophysics Group, Cavendish Laboratory),
L. A. Nyman (JAO, ESO),
M. Radiszcz (JAO),
A. Remijan (JAO, NRAO),
J. A. Rodon (ESO),
T. Sawada (JAO, National Astronomical Observatory of Japan),
S. Takahashi (JAO, National Astronomical Observatory of Japan),
R. P. J. Tilanus (Leiden University),
B. Vila Vilaro (JAO, ESO),
L. C. Watson (ESO),
T. Wiklind (JAO, ESO),
Y. Ao (National Astronomical Observatory of Japan) ,
J. Di Francesco (National Research Council Herzberg Astronomy & Astrophysics),
B. Hatsukade (National Astronomical Observatory of Japan),
E. Hatziminaoglou (ESO),
J. Mangum (NRAO),
Y. Matsuda (National Astronomical Observatory of Japan),
E. Van Kampen (ESO),
A. Wootten (NRAO),
I. De Gregorio-Monsalvo (JAO, ESO),
G. Dumas (IRAM),
H. Francke (JAO),
J. Gallardo (JAO),
J. Garcia (JAO),
S. Gonzalez (JAO),
T. Hill (ESO),
D. Iono (National Astronomical Observatory of Japan),
T. Kaminski (ESO),
A. Karim (Argelander-Institute for Astronomy),
M. Krips (IRAM),
Y. Kurono (JAO, National Astronomical Observatory of Japan) ,
C. Lonsdale (NRAO),
C. Lopez (JAO),
F. Morales (JAO),
K. Plarre (JAO),
L. Videla (JAO),
E. Villard (JAO, ESO),
J. E. Hibbard (NRAO),
K. Tatematsu (National Astronomical Observatory of Japan)

http://arxiv.org/abs/1503.02025
M. Rybak (Max Planck Institute for Astrophysics),
J. P. McKean (Netherlands Institute for Radio Astronomy; University of Groningen)
S. Vegetti (Max Planck Institute for Astrophysics),
P. Andreani (ESO)
S. D. M. White (Max Planck Institute for Astrophysics)

http://arxiv.org/abs/1506.01425
M. Rybak (Max Planck Institute for Astrophysics),
S. Vegetti (Max Planck Institute for Astrophysics),
J. P. McKean (Netherlands Institute for Radio Astronomy; University of Groningen),
P. Andreani (ESO)
S. D. M. White (Max Planck Institute for Astrophysics)

 

[4] 가장 세밀한 관측을 하게 되는 능력은 안테나들이 서로 가장 멀리 떨어지는 15킬로미터 폭으로 벌어졌을 때 최고조에 이른다.
ALMA에 의해 훨씬 작은 규모인 500 미터 이격으로 수행된 중력렌즈 관측의 초기 버전과 비교해보라

(http://www.eso.org/public/news/eso1313/)

 

[5] 사진의 해상도는 0.023각초 또는 23밀리각초이다. 

허블우주망원경이 근적외선으로 관측한 이 은하의 해상도는 0.16각초이다. 
그러나 좀더 짧은 파장으로 관측한다면 허블우주망원경은 근자외선 파장에서 0.022각초까지 도달할 수 있다. 
ALMA의 해상도는 각 안테나들을 좀더 멀리 띄어놓거나 좀더 가까이 붙여놓거나 하는 움직임을 통해 조절한다. 
이번 관측의 경우 ALMA의 각 안테나들은 가장 넓은 간격으로 도열했고, 그 결과 가장 높은 해상도의 관측이 가능했다.

 

[6] ALMA의 고해상도 데이터는 과학자들로 하여금  아인슈타인 고리의 중심부에 나타날 것으로 기대된 배경 은하의 중심부도 볼 수 있게 해 주었다. 
만약 전면에 위치한 은하의 중심에 초거대질량의 블랙홀이 있다면 사진의 중심부는 좀더 희미하게 보일 것이다. 
이처럼 사진 중심부가 얼마나 희미하게 보이느냐가 곧 전면에 위치한 은하에 얼마나 무거운 블랙홀이 위치하느냐를 말해준다.

 

출처 : 유럽 남반구 천문대(European Southern Observatory) Press Release  2015년 6월 8일자
          http://www.eso.org/public/news/eso1522/

 

참고 : SDP.81을 비롯한 다양한 은하에 대한 각종 포스팅은 아래 링크를 통해 조회할 수 있습니다.
       - 은하 일반 : https://big-crunch.tistory.com/12346976
       - 은하단 및 은하그룹 : https://big-crunch.tistory.com/12346978
       - 은하 충돌 : https://big-crunch.tistory.com/12346977 

      

원문>

eso1522 — Science Release

Sharpest View Ever of Star Formation in the Distant Universe

ALMA’s observation of Einstein Ring reveals extraordinary detail

8 June 2015

ALMA’s Long Baseline Campaign has produced a spectacular image of a distant galaxy being gravitationally lensed. The image shows a magnified view of the galaxy’s star-forming regions, the likes of which have never been seen before at this level of detail in a galaxy so remote. The new observations are far sharper than those made using the NASA/ESA Hubble Space Telescope, and reveal star-forming clumps in the galaxy equivalent to giant versions of the Orion Nebula in the Milky Way.

ALMA’s Long Baseline Campaign has produced some amazing observations, and gathered unprecedentedly detailed information about the inhabitants of the near and distant Universe. Observations made at the end of 2014 as part of the campaign targeted a distant galaxy called HATLAS J090311.6+003906, otherwise known as SDP.81. This light from this galaxy is a victim of a cosmic effect known as gravitational lensing. A large galaxy sitting between SDP.81 and ALMA [1] is acting as a lens, warping and magnifying the view of a more distant galaxy and creating a near-perfect example of a phenomenon known as an Einstein Ring [2].

At least seven groups of scientists [3] have independently analysed the ALMA data on SDP.81. This flurry of research papers has revealed unprecedented information about the galaxy, including details about its structure, contents, motion, and other physical characteristics.

ALMA acts as an interferometer. Simply speaking, the array’s multiple antennas work in perfect synchrony to collect light as an enormous virtual telescope [4]. As a result, these new images of SDP.81 have a resolution up to six times higher [5] than those taken in the infrared with the NASA/ESA Hubble Space Telescope.

The astronomers’ sophisticated models reveal fine, never-before-seen structure within SDP.81, in the form of dusty clouds thought to be giant repositories of cold molecular gas — the birthplaces of stars and planets. These models were able to correct for the distortion produced by the magnifying gravitational lens.

As a result, the ALMA observations are so sharp that researchers can see clumps of star formation in the galaxy down to a size of about 200 light-years, equivalent to observing giant versions of the Orion Nebula producing thousands of times more new stars at the far side of the Universe. This is the first time this phenomenon has been seen at such an enormous distance.

“The reconstructed ALMA image of the galaxy is spectacular,” says Rob Ivison, co-author of two of the papers and ESO’s Director for Science. “ALMA’s huge collecting area, the large separation of its antennas, and the stable atmosphere above the Atacama desert all lead to exquisite detail in both images and spectra. That means that we get very sensitive observations, as well as information about how the different parts of the galaxy are moving. We can study galaxies at the other end of the Universe as they merge and create huge numbers of stars. This is the kind of stuff that gets me up in the morning!”

Using the spectral information gathered by ALMA, astronomers also measured how the distant galaxy rotates, and estimated its mass. The data showed that the gas in this galaxy is unstable; clumps of it are collapsing inwards, and will likely turn into new giant star-forming regions in the future.

Notably, the modeling of the lensing effect also indicates the existence of a supermassive black hole at the centre of the foreground galaxy lens [6]. The central part of SDP.81 is too faint to be detected, leading to the conclusion that the foreground galaxy holds a supermassive black hole with more than 200–300 million times the mass of the Sun.

The number of papers published using this single ALMA dataset demonstrates the excitement generated by the potential of the array’s high resolution and light-gathering power. It also shows how ALMA will enable astronomers to make more discoveries in the years to come, also uncovering yet more questions about the nature of distant galaxies.

Notes

[1] The lensed galaxy is seen at a time when the Universe was only 15 percent of its current age, just 2.4 billion years after Big Bang. The light has taken over twice the age of the Earth to reach us (11.4 billion years), detouring along the way around a massive foreground galaxy that is comparatively close at four billion light-years away from us.

[2] Gravitational lenses were predicted by Albert Einstein as part of his theory of general relativity. His theory tells us that objects bend space and time. Any light approaching this curved space-time will itself follow the curvatures created by the object. This enables particularly massive objects — huge galaxies and galaxy clusters — to act as cosmic magnifying glasses. An Einstein ring is a special type of gravitational lens, in which the Earth, the foreground lensing galaxy, and the background lensed galaxy are in perfect alignment, creating a harmonious distortion in the form of a ring of light. This phenomenon is illustrated in Video A.

[3] The science teams are listed below.

[4] ALMA’s ability to see the finest detail is achieved when the antennas are at their greatest separation, up to 15 kilometres apart. For comparison, earlier observations of gravitational lenses made with ALMA in a more compact configuration, with a separation of only around 500 metres, can be seen here.

[5] Details down to 0.023 arc-seconds, or 23 milli-arcseconds, can be measured in these data. Hubble observed this galaxy in the near-infrared, with a resolution of about 0.16 arc-seconds. Note, however, that when observing at shorter wavelengths, Hubble can reach finer resolutions, down to 0.022 arcseconds in the near-ultraviolet. ALMA’s resolution can be adjusted depending on the type of observations by moving the antennas further apart or closer together. For these observations, the widest separation was used, resulting in the finest resolution possible.

[6] The high-resolution ALMA image enables researchers to look for the central part of the background galaxy, which is expected to appear at the centre of the Einstein ring. If the foreground galaxy has a supermassive black hole at the centre, the central image becomes fainter. The faintness of the central image indicates how massive the black hole in the foreground galaxy is.

More information

This research was presented in eight papers to appear in the near future. The science teams are listed below.

http://arxiv.org/abs/1503.07605
Yoichi Tamura (The University of Tokyo), Masamune Oguri (The University of Tokyo), Daisuke Iono (National Astronomical Observatory of Japan/SOKENDAI), Bunyo Hatsukade (National Astronomical Observatory of Japan), Yuichi Matsuda (National Astronomical Observatory of Japan/SOKENDAI), and Masao Hayashi (National Astronomical Observatory of Japan).

http://arxiv.org/abs/1503.08720
Simon Dye (University of Nottingham), Cristina Furlanetto (University of Nottingham; CAPES Foundation, Ministry of Education of Brazil, Brazil), Mark Swinbank (Durham University), Catherine Vlahakis (Joint ALMA Observatory, Chile; ESO, Chile), James Nightingale (University of Nottingham), Loretta Dunne (University of Canterbury, New Zealand; Institute for Astronomy [IfA], Royal Observatory Edinburgh), Steve Eales (Cardiff University), Ian Smail (Durham), Ivan Oteo-Gomez (IfA, Edinburgh; ESO, Germany), Todd Hunter (National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, Virginia, USA), Mattia Negrello (INAF, Osservatorio Astronomico di Padova, Vicolo Osservatorio, Padova, Italy), Helmut Dannerbauer (Universitat Wien, Vienna, Austria), Rob Ivison (IfA, Edinburgh; ESO, Germany), Raphael Gavazzi (Universite Pierre et Marie Curie, Paris), Asantha Cooray (California Institute of Technology, USA) and Paul van der Werf (Leiden University, The Netherlands).

http://arxiv.org/abs/1505.05148
Mark Swinbank (Durham University), Simon Dye (University of Nottingham), James Nightingale (University of Nottingham), Cristina Furlanetto (University of Nottingham; CAPES Foundation, Ministry of Education of Brazil, Brazil), Ian Smail (Durham), Asantha Cooray (California Institute of Technology, USA), Helmut Dannerbauer (Universitat Wien, Vienna, Austria), Loretta Dunne (University of Canterbury, New Zealand; Institute for Astronomy [IfA], Royal Observatory Edinburgh), Steve Eales (Cardiff University), Raphael Gavazzi (Universite Pierre et Marie Curie, Paris), Todd Hunter (National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, Virginia, USA), Rob Ivison (IfA, Edinburgh; ESO, Germany), Mattia Negrello (INAF, Osservatorio Astronomico di Padova, Vicolo Osservatorio, Padova, Italy), Ivan Oteo-Gomez (IfA, Edinburgh; ESO, Germany), Renske Smit (Durham), Paul van der Werf (Leiden University, The Netherlands), and Catherine Vlahakis (Joint ALMA Observatory, Chile; ESO, Chile).

http://arxiv.org/abs/1503.05558
Kenneth C. Wong (Institute of Astronomy and Astrophysics, Academia Sinica (ASIAA), Taipei, Taiwan), Sherry H. Suyu (ASIAA, Taiwan), and Satoki Matsushita (ASIAA, Taiwan)

http://arxiv.org/abs/1503.07997
Bunyo Hatsukade (National Astronomical Observatory of Japan, Tokyo, Japan) Yoichi Tamura (Institute of Astronomy, University of Tokyo, Tokyo, Japan), Daisuke Iono (National Astronomical Observatory of Japan; The Graduate University for Advanced Studies [SOKENDAI], Tokyo, Japan), Yuichi Matsuda (National Astronomical Observatory of Japan), Masao Hayashi (National Astronomical Observatory of Japan), Masamune Oguri (Research Center for the Early Universe, University of Tokyo, Tokyo, Japan; Department of Physics, University of Tokyo, Tokyo, Japan; Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe [Kavli IPMU, WPI], University of Tokyo, Chiba, Japan)

http://arxiv.org/abs/1503.02652
The ALMA Partnership, C. Vlahakis (Joint ALMA Observatory [JAO]; ESO) , T. R. Hunter (National Radio Astronomy Observatory [NRAO]), J. A. Hodge (NRAO) , L. M. Pérez (NRAO) , P. Andreani (ESO), C. L. Brogan (NRAO) , P. Cox (JAO, ESO) , S. Martin (Institut de Radioastronomie Millimétrique [IRAM]) , M. Zwaan (ESO) , S. Matsushita (Institute of Astronomy and Astrophysic, Taiwan) , W. R. F. Dent (JAO, ESO), C. M. V. Impellizzeri (JAO, NRAO), E. B. Fomalont (JAO, NRAO), Y. Asaki (National Astronomical Observatory of Japan; Institute of Space and Astronautical Science (ISAS), Japan Aerospace Exploration Agency [JAXA]) , D. Barkats (JAO, ESO) , R. E. Hills (Astrophysics Group, Cavendish Laboratory), A. Hirota (JAO; National Astronomical Observatory of Japan), R. Kneissl (JAO, ESO), E. Liuzzo (INAF, Istituto di Radioastronomia), R. Lucas (Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble) , N. Marcelino (INAF), K. Nakanishi (JAO, National Astronomical Observatory of Japan), N. Phillips (JAO, ESO), A. M. S. Richards (University of Manchester), I. Toledo (JAO), R. Aladro (ESO), D. Broguiere (IRAM), J. R. Cortes (JAO, NRAO), P. C. Cortes (JAO, NRAO), D. Espada (ESO, National Astronomical Observatory of Japan), F. Galarza (JAO), D. Garcia-Appadoo (JAO, ESO), L. Guzman-Ramirez (ESO), A. S. Hales (JAO, NRAO) , E. M. Humphreys (ESO) , T. Jung (Korea Astronomy and Space Science Institute) , S. Kameno (JAO, National Astronomical Observatory of Japan) , R. A. Laing (ESO), S. Leon (JAO,ESO) , G. Marconi (JAO, ESO) , A. Mignano (INAF) , B. Nikolic (Astrophysics Group, Cavendish Laboratory), L. A. Nyman (JAO, ESO), M. Radiszcz (JAO), A. Remijan (JAO, NRAO), J. A. Rodón (ESO), T. Sawada (JAO, National Astronomical Observatory of Japan), S. Takahashi (JAO, National Astronomical Observatory of Japan), R. P. J. Tilanus (Leiden University), B. Vila Vilaro (JAO, ESO), L. C. Watson (ESO), T. Wiklind (JAO, ESO), Y. Ao (National Astronomical Observatory of Japan) , J. Di Francesco (National Research Council Herzberg Astronomy & Astrophysics), B. Hatsukade (National Astronomical Observatory of Japan), E. Hatziminaoglou (ESO), J. Mangum (NRAO), Y. Matsuda (National Astronomical Observatory of Japan), E. Van Kampen (ESO), A. Wootten (NRAO), I. De Gregorio-Monsalvo (JAO, ESO), G. Dumas (IRAM), H. Francke (JAO), J. Gallardo (JAO), J. Garcia (JAO), S. Gonzalez (JAO), T. Hill (ESO), D. Iono (National Astronomical Observatory of Japan), T. Kaminski (ESO), A. Karim (Argelander-Institute for Astronomy), M. Krips (IRAM), Y. Kurono (JAO, National Astronomical Observatory of Japan) , C. Lonsdale (NRAO), C. Lopez (JAO), F. Morales (JAO), K. Plarre (JAO), L. Videla (JAO), E. Villard (JAO, ESO), J. E. Hibbard (NRAO), K. Tatematsu (National Astronomical Observatory of Japan)

http://arxiv.org/abs/1503.02025
M. Rybak (Max Planck Institute for Astrophysics), J. P. McKean (Netherlands Institute for Radio Astronomy; University of Groningen) S. Vegetti (Max Planck Institute for Astrophysics), P. Andreani (ESO) and S. D. M. White (Max Planck Institute for Astrophysics)

http://arxiv.org/abs/1506.01425
M. Rybak (Max Planck Institute for Astrophysics), S. Vegetti (Max Planck Institute for Astrophysics), J. P. McKean (Netherlands Institute for Radio Astronomy; University of Groningen), P. Andreani (ESO) and S. D. M. White (Max Planck Institute for Astrophysics)

 

The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), an international astronomy facility, is a partnership of ESO, the US National Science Foundation (NSF) and the National Institutes of Natural Sciences (NINS) of Japan in cooperation with the Republic of Chile. ALMA is funded by ESO on behalf of its Member States, by NSF in cooperation with the National Research Council of Canada (NRC) and the National Science Council of Taiwan (NSC) and by NINS in cooperation with the Academia Sinica (AS) in Taiwan and the Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

ALMA construction and operations are led by ESO on behalf of its Member States; by the National Radio Astronomy Observatory (NRAO), managed by Associated Universities, Inc. (AUI), on behalf of North America; and by the National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) on behalf of East Asia. The Joint ALMA Observatory (JAO) provides the unified leadership and management of the construction, commissioning and operation of ALMA.

ESO is the foremost intergovernmental astronomy organisation in Europe and the world’s most productive ground-based astronomical observatory by far. It is supported by 16 countries: Austria, Belgium, Brazil, the Czech Republic, Denmark, France, Finland, Germany, Italy, the Netherlands, Poland, Portugal, Spain, Sweden, Switzerland and the United Kingdom, along with the host state of Chile. ESO carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities enabling astronomers to make important scientific discoveries. ESO also plays a leading role in promoting and organising cooperation in astronomical research. ESO operates three unique world-class observing sites in Chile: La Silla, Paranal and Chajnantor. At Paranal, ESO operates the Very Large Telescope, the world’s most advanced visible-light astronomical observatory and two survey telescopes. VISTA works in the infrared and is the world’s largest survey telescope and the VLT Survey Telescope is the largest telescope designed to exclusively survey the skies in visible light. ESO is a major partner in ALMA, the largest astronomical project in existence. And on Cerro Armazones, close to Paranal, ESO is building the 39-metre European Extremely Large Telescope, the E-ELT, which will become “the world’s biggest eye on the sky”. ESO is a major partner in ALMA, the largest astronomical project in existence. And on Cerro Armazones, close to Paranal, ESO is building the 39-metre European Extremely Large Telescope, the E-ELT, which will become “the world’s biggest eye on the sky”.

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