1 июля 2023 года «Евклид» отправился в шестилетнюю миссию по исследованию тёмной Вселенной. Прежде чем космический аппарат смог приступить к исследованию, команда учёных и инженеров на Земле должна была убедиться, что всё работает должным образом.
На этом раннем этапе тестирования, в сентябре 2023 года, «Евклид» отправил несколько изображений обратно на Землю. Они были намеренно не в фокусе, но на одном размытом изображении учёный из архива «Евклида» Бруно Альтьери заметил намёк на очень необычное явление и решил присмотреться повнимательнее.
«Я просматриваю данные «Евклида» по мере их поступления, — объясняет Бруно. — Даже после первого наблюдения я мог это увидеть, но после того, как «Евклид» провёл больше наблюдений в этой области, мы смогли увидеть идеальное кольцо Эйнштейна. Для меня, всю жизнь интересующегося гравитационным линзированием, это было удивительно».
Кольцо Эйнштейна, чрезвычайно редкое явление, оказалось скрытым на виду у всех в галактике неподалёку. Галактика под названием NGC 6505 находится примерно в 590 миллионах световых лет от Земли. Но благодаря приборам высокого разрешения «Евклида» впервые было обнаружено кольцо света, окружающее её центр.
Кольцо вокруг галактики на переднем плане состоит из света более удалённой яркой галактики. Эта фоновая галактика находится на расстоянии 4,42 миллиарда световых лет от нас, и её свет был искажён гравитацией по пути к нам. Эта далёкая галактика ранее не наблюдалась и пока не имеет названия.
«Кольцо Эйнштейна — это пример сильного гравитационного линзирования», — объясняет Конор О’Риордан из Института астрофизики Макса Планка в Германии и ведущий автор первой научной статьи, посвящённой анализу кольца.
«Все мощные линзы особенные, потому что они такие редкие и невероятно полезны с научной точки зрения. Эта линза особенно особенная, потому что она находится так близко к Земле, и её расположение делает её очень красивой».
Общая теория относительности Альберта Эйнштейна предсказывает, что свет будет огибать объекты в пространстве, фокусируясь на них, как на гигантских линзах. Этот эффект гравитационного линзирования сильнее проявляется у более массивных объектов — галактик и скоплений галактик. Это означает, что иногда мы можем видеть свет далёких галактик, который в противном случае был бы скрыт.
Если всё расположено правильно, свет от далёкой галактики-источника искривляется, образуя впечатляющее кольцо вокруг объекта на переднем плане. Эти кольца Эйнштейна — настоящая лаборатория для учёных. Изучение их гравитационных эффектов может помочь нам узнать о расширении Вселенной, обнаружить влияние невидимой тёмной материи и тёмной энергии, а также исследовать фоновый источник, свет которого искривляется тёмной материей, находящейся между нами и источником.
«Мне кажется очень интригующим тот факт, что это кольцо было обнаружено в хорошо известной галактике, которая была впервые открыта в 1884 году», — говорит Валерия Петторино, научный сотрудник проекта «Евклид» Европейского космического агентства.
«Галактика была известна астрономам очень давно. И всё же это кольцо никогда раньше не наблюдалось. Это демонстрирует, насколько мощным является «Евклид», находящий что-то новое даже в тех местах, которые, как мы думали, мы хорошо изучили. Это открытие очень обнадеживает в отношении будущего миссии «Евклид» и демонстрирует её фантастические возможности».
Изучая, как Вселенная расширялась и формировалась на протяжении своей космической истории, «Евклид» расскажет больше о роли гравитации и природе тёмной энергии и тёмной материи. Космический телескоп составит карту более трети неба, наблюдая за миллиардами галактик на расстоянии до 10 миллиардов световых лет.
Ожидается, что будет найдено около 100 000 мощных линз, но найти такую впечатляющую и так близко к нам — это поразительно. До сих пор было известно менее 1000 мощных линз, и ещё меньше их было сфотографировано с высоким разрешением.
«Евклид совершит революцию в этой области благодаря всем этим данным, которых у нас никогда раньше не было», — добавляет Конор.
Хотя это кольцо Эйнштейна поражает воображение, основная задача «Евклида» — поиск более тонких эффектов слабого гравитационного линзирования, при котором фоновые галактики кажутся лишь слегка растянутыми или смещёнными.
Чтобы обнаружить этот эффект, учёным потребуется проанализировать миллиарды галактик. «Евклид» начал детальное исследование неба 14 февраля 2024 года и постепенно создаёт самую подробную трёхмерную карту Вселенной. Такая удивительная находка на столь раннем этапе миссии означает, что «Евклид» на пути к раскрытию множества других скрытых тайн.
Источник: Европейское космическое агентство, Astronomy and Astrophysics
На изображении:
Кольцо света, окружающее центр галактики NGC 6505, снятое телескопом «Евклид» Европейского космического агентства, является потрясающим примером кольца Эйнштейна. NGC 6505 действует как гравитационная линза, преломляя свет от галактики, находящейся далеко позади неё. Почти идеальное расположение NGC 6505 и фоновой галактики преломляет и усиливает свет от фоновой галактики, образуя впечатляющее кольцо. Это редкое явление впервые было описано Эйнштейном в его общей теории относительности. На этом широкоугольном снимке видно протяжённое звёздное гало NGC 6505 и кольцо Эйнштейна, окружённое яркими звёздами переднего плана и галактиками на заднем плане.
Изображение предоставлено ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, обработка изображения J.-C. Cuillandre, T. Li
Также на втором изображении представлен крупный план центра галактики NGC 6505 с ярким кольцом Эйнштейна вокруг ядра, снятый космическим телескопом «Евклид» Европейского космического агентства. Кольцо Эйнштейна образуется в результате гравитационного линзирования, когда масса галактики NGC 6505 искривляет и усиливает свет от более удалённой галактики, образуя кольцо. NGC 6505 — хорошо известная галактика, расположенная всего в 590 миллионах световых лет от Земли, и неожиданностью стало обнаружение «Евклидом» впечатляющего кольца Эйнштейна. Источник: ESA/«Евклид»/Консорциум «Евклид»/НАСА, обработка изображения Ж.-К. Куилландром, Т. Ли
Дополнительные материалы
