Astronomowie odkrywają fascynującą soczewkę w kosmosie. Zawiera największy Krzyż Einsteina w historii

Warto tutaj podkreślić, że wyjątkowość nowej soczewki grawitacyjnej jest w dużej mierze dziełem przypadku. Inaczej bowiem nie można opisać faktu, że Ziemia, owa grupa czterech galaktyk tworzących soczewkę i aż siedem galaktyk odległego wszechświata, których światło zostało wzmocnione na tyle, abyśmy byli w stanie je dostrzec przez soczewkę, ułożyły się niemal idealnie w linii prostej. Gdyby któryś z tych obiektów znajdował się w nieco innym miejscu, nic byśmy nie zauważyli. Badacze przyznają, że takie ułożenie tych wszystkich obiektów można porównać do odnalezienia nie jednej, a ośmiu igieł w stogu siana.

Gromada czterech galaktyk stanowiących opisywaną tutaj soczewkę znajduje się 5 miliardów lat świetlnych od nas. Ich łączna masa zakrzywia jednak czasoprzestrzeń tak, że światło biegnące z siedmiu znacznie bardziej odległych galaktyk znajdujących się dokładnie za nią (z perspektywy obserwatora znajdującego się na Ziemi) zakrzywiane jest wokół niej i dociera do nas wzmocnione. Warto wspomnieć tutaj także, że galaktyki, które dostrzegliśmy dzięki soczewce, oddalone są od nas o 7,6-12 miliardów lat świetlnych.

Czytaj także: Kosmiczne soczewki przybliżają czarną dziurę na krańcach Wszechświata. Przewidział to Einstein, metodę opracowała Polka

Oczywiście, jak to ma miejsce w przypadku soczewek, obraz odległych galaktyk ulega zniekształceniu pod wpływem grawitacji gromady soczewkującej. W efekcie, galaktyki te widzimy jako rozciągnięte, a w niektórych przypadkach jako kilka obrazów zamiast jednego. Wśród odkrytych tu galaktyk, jedna widoczna jest w postaci tzw. Krzyża Einsteina, czyli zamiast jednego obrazu odległej galaktyki, widzimy wokół soczewki aż cztery obrazy tej samej galaktyki, oddalone od siebie o 90 stopni. Warto tutaj dodać, że jest to największy Krzyż Einsteina, jaki dotąd odkryto. Analiza obrazów tej galaktyki wskazuje wyraźnie na bardzo równomierny rozkład ciemnej materii wokół gromady galaktyk stanowiącej soczewkę.

Soczewkowanie grawitacyjne występuje, gdy światło z odległych galaktyk przechodzi przez pole grawitacyjne masywnego obiektu, takiego jak gromada galaktyk, które odkształca i wzmacnia światło. Jeśli obserwator, soczewka i odległe galaktyki znajdują się idealnie w linii prostej, efekt soczewkowania staje się szczególnie silny. Takie rzadkie konfiguracje pozwalają astronomom na dokładniejsze badanie odległych obiektów i uzyskanie wglądu w rozkład masy samej soczewki, a zwłaszcza rozkład znajdującej się w niej ciemnej materii.

Zespół badawczy wykorzystał do swojego odkrycia dane z Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) Legacy Imaging Surveys, Kosmicznego Teleskopu Hubble’a i zaawansowanych symulacji przeprowadzonych na superkomputerze Perlmutter. To one pozwoliły odkryć, a następnie szczegółowo przeanalizować Soczewkę Karuzeli. Opierając się na wcześniej pozyskanej wiedzy, narzędzia te pomogły zespołowi zidentyfikować kandydatów na silne soczewki grawitacyjne, a następnie modelować efekt soczewkowania z niespotykaną dotąd precyzją.

Czytaj także: Czarna dziura monstrualnych rozmiarów. Naukowcy znaleźli ją w nietypowy sposób

Odkrycie Soczewki Karuzela otwiera nowe możliwości badania ciemnej materii i ciemnej energii. Obserwując, jak światło jest zniekształcane przez masywne obiekty, naukowcy mogą zbadać ciemną materię — która w dużej mierzw tworzy soczewkę. Ponadto galaktyki powiększane przez soczewkę mogą pomóc w badaniu tempa rozszerzania się wszechświata, które według naszej obecnej wiedzy napędzane jest przez ciemną energię.

Soczewki grawitacyjne, takie jak Soczewka Karuzeli, są potężnymi narzędziami dla astronomów, pozwalającymi im widzieć dalej i wyraźniej we wszechświecie. Dzięki tym kosmicznym lupom możemy lepiej przyglądać się ukrytym siłom kształtującym wszechświat, którego jesteśmy nierozłączną częścią.