Euclid odkrywa oszałamiający pierścień Einsteina
Euclid, detektyw ds. mrocznego Wszechświata Europejskiej Agencji Kosmicznej, dokonał zdumiewającego odkrycia – na naszym kosmicznym podwórku.
 |
| Obraz Euclida przedstawiający jasny pierścień Einsteina wokół galaktyki NGC 6505. Źródło: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, obróbka zdjęcia: J.-C. Cuillandre, G. Anselmi, T. Li |
1 lipca 2023 roku Euclid wyruszył w sześcioletnią misję eksploracji ciemnego Wszechświata. Zanim statek kosmiczny mógł rozpocząć badanie, zespół naukowców i inżynierów na Ziemi musiał upewnić się, że wszystko działa poprawnie. Podczas tej fazy testowej, we wrześniu 2023 roku, Euclid przesłał kilka obrazów z powrotem na Ziemię. Były one celowo nieostre, ale na jednym rozmytym obrazie naukowiec z archiwum Euclid, Bruno Altieri, dostrzegł ślad bardzo szczególnego zjawiska i postanowił przyjrzeć mu się bliżej.
Patrzę na dane z Euclid w miarę ich napływania, wyjaśnił Bruno. Nawet z pierwszej obserwacji mogłem to zobaczyć, ale po tym, jak Euclid wykonał więcej obserwacji tego obszaru, mogliśmy zobaczyć idealny pierścień Einsteina. Dla mnie, całe życie zainteresowanego soczewkowaniem grawitacyjnym, było to niesamowite.
Pierścień Einsteina, niezwykle rzadkie zjawisko, okazał się być ukryty w niedalekiej galaktyce. Galaktyka ta, nazwana NGC 6505, znajduje się około 590 milionów lat świetlnych od Ziemi, rzut kamieniem w kosmicznych kategoriach. Ale to pierwszy raz, kiedy pierścień światła otaczający jej centrum został wykryty dzięki instrumentom Euclid o wysokiej rozdzielczości.
Pierścień wokół galaktyki na pierwszym planie składa się ze światła pochodzącego z bardziej oddalonej jasnej galaktyki. Ta galaktyka tła znajduje się w odległości 4,42 miliarda lat świetlnych, a jej światło zostało zniekształcone przez grawitację w drodze do nas. Odległa galaktyka nie była wcześniej obserwowana i nie ma jeszcze nazwy.
Pierścień Einsteina jest przykładem silnego soczewkowania grawitacyjnego, wyjaśnił Conor O’Riordan z Instytutu Astrofizyki Maxa Plancka w Niemczech i główny autor pierwszej pracy naukowej analizującej pierścień. Wszystkie silne soczewki są wyjątkowe, ponieważ są tak rzadkie i niezwykle przydatne naukowo. Ta jest szczególnie wyjątkowa, ponieważ znajduje się tak blisko Ziemi, a jej ułożenie sprawia, że jest bardzo piękna.
Ogólna teoria względności Alberta Einsteina przewiduje, że światło zakrzywia się wokół obiektów w przestrzeni kosmicznej, tak że skupiają one światło jak gigantyczna soczewka. Ten efekt soczewkowania grawitacyjnego jest większy w przypadku bardziej masywnych obiektów – galaktyk i gromad galaktyk. Oznacza to, że czasami możemy zobaczyć światło z odległych galaktyk, które w przeciwnym razie byłyby ukryte.
Jeśli ustawienie jest odpowiednie, światło z odległej galaktyki źródłowej zakrzywia się, tworząc spektakularny pierścień wokół obiektu na pierwszym planie. Te pierścienie Einsteina są bogatym laboratorium dla naukowców. Badanie ich efektów grawitacyjnych może pomóc nam dowiedzieć się o ekspansji Wszechświata, wykryć efekty niewidocznej ciemnej materii i ciemnej energii oraz zbadać źródło tła, którego światło jest zakrzywiane przez ciemną materię znajdującą się pomiędzy nami a źródłem.
Uważam za bardzo intrygujące, że pierścień ten został zaobserwowany w dobrze znanej galaktyce, która po raz pierwszy została odkryta w 1884 roku – powiedziała Valeria Pettorino, naukowiec projektu Euclid. Galaktyka ta jest znana astronomom od bardzo dawna. A jednak ten pierścień nigdy wcześniej nie został zaobserwowany. To pokazuje, jak potężny jest Euclid, który znajduje nowe rzeczy nawet w miejscach, które wydawały nam się dobrze znane. To odkrycie jest bardzo zachęcające dla przyszłości misji Euclid i demonstruje jej fantastyczne możliwości.
Badając, w jaki sposób Wszechświat rozszerzał się i formował w swojej kosmicznej historii, Euclid ujawni więcej na temat roli grawitacji oraz natury ciemnej energii i ciemnej materii. Teleskop kosmiczny zmapuje ponad ⅓ nieba, obserwując miliardy galaktyk w odległości około 10 miliardów lat świetlnych. Oczekuje się, że znajdzie około 100 000 silnych soczewek, ale znalezienie jednej tak spektakularnej – i to tak blisko domu – jest zdumiewające. Do tej pory znanych było mniej niż 1000 silnych soczewek, a jeszcze mniej było obrazowanych w wysokiej rozdzielczości.
Euclid zrewolucjonizuje tę dziedzinę dzięki wszystkim tym danym, których nigdy wcześniej nie widzieliśmy – dodał Conor.
Chociaż ten pierścień Einsteina jest oszałamiający, głównym zadaniem Euclida jest poszukiwanie bardziej subtelnych efektów soczewkowania grawitacyjnego, w którym galaktyki tła wydają się tylko nieznacznie rozciągnięte lub przesunięte. Aby wykryć ten efekt, naukowcy będą musieli przeanalizować miliardy galaktyk. Euclid rozpoczął szczegółowe badanie nieba 14 lutego 2024 roku i stopniowo tworzy najobszerniejszą jak dotąd mapę 3D Wszechświata. Tak niesamowite odkrycie, na tak wczesnym etapie misji, oznacza, że Euclid jest na dobrej drodze do odkrycia wielu innych ukrytych tajemnic.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
