In 2023 richtte de James Webb-ruimtetelescoop zich op een gebied op ongeveer 1500 lichtjaar van de aarde en legde een opvallende, gloeiende vraagtekenvorm vast tegen de duisternis van de ruimte. Hoewel het poëtische uiterlijk van het beeld tot de verbeelding spreekt, is het onderliggende fenomeen een reëel, meetbaar effect van de zwaartekracht op licht.

Astronomen waren zich aanvankelijk niet bewust van het symbool, omdat ze zich richtten op twee actief vormende protosterren in het Vela-sterrenbeeld. De Webb-afbeelding bood het duidelijkste beeld van de geboorte van sterren ooit, en een kleine, subtiele markering aan de onderkant van het beeld (later geïdentificeerd als een paar sterrenstelsels) trok de aandacht van waarnemers.

Het “vraagteken” zijn eigenlijk twee sterrenstelsels binnen de massieve cluster MACS‑J0417.5‑1154. Een cluster van sterrenstelsels bevat honderden of zelfs duizenden sterrenstelsels die door de zwaartekracht met elkaar zijn verbonden. De cluster was al eerder in beeld gebracht door de Hubble-ruimtetelescoop, maar de kenmerkende vorm bleef onopgemerkt. Dankzij de vooruitgang in de instrumentatie kunnen we nu de subtiele zwaartekrachtvervormingen zien die dit unieke patroon creëren.

Kosmische vormen worden vervormd door de ruimtetijd

Mark Garlick/science Photo Library/Getty Images

Clusters van sterrenstelsels vertonen vaak complexe arrangementen van sterrenstelsels, maar de structuur van de MACS-J0417.5-1154-cluster valt op. Het beeld laat de sterrenstelsels verschijnen in een gebogen vraagtekenformatie, een illusie die wordt veroorzaakt door zwaartekrachtlenzen:licht dat rond een massief object buigt. In dit geval vervormt de enorme massa van de cluster de ruimtetijd, waardoor de paden van fotonen uit achtergrondstelsels worden verbogen.

Het grootste deel van het vraagteken bestaat uit twee sterrenstelsels die van een lens worden voorzien, waardoor de gebogen armen ontstaan. Het kleine stipje onderaan is een onvervormd sterrenstelsel waarvan de gezichtslijn op één lijn ligt met ons gezichtspunt, waardoor het zich onder het lenspaar bevindt.