Телескопът Хъбъл засне уникалния „Кръст на Айнщайн“

Космическа въртележка от галактики е създала мощна гравитационна леща.

Учените откриха уникален космически феномен – перфектното подреждане на масивен куп галактики, който действа като гравитационна леща, заедно със седем други галактики зад него. Този куп, намиращ се на 5 млрд. светлинни години от Земята, изкривява пространство-времето, в резултат на което изображенията на тези далечни галактики се променят и увеличават. Системата, наречена „Оптична леща тип въртележка“ заради ефекта на „огледалната зала“, е мощен инструмент за изучаване разпределението на тъмната материя в галактиката.

Когато светлината от далечен обект преминава през пространството, нейната траектория се изкривява от гравитацията на галактическите купове, които образуват т.нар. гравитационни лещи. Ако плътността на материята в тези лещи е достатъчно голяма, това може да доведе до множество образи или фонови дъги. В редки случаи обектите се подреждат почти идеално по отношение на наблюдателя на Земята, създавайки мощна гравитационна леща. Точно такава ситуация се наблюдава при лещата „Въртележка“, където огромен куп галактики се подрежда в една линия със седем други зад него.

Изследователите за първи път забелязаха това подреждане през 2019 г. благодарение на суперкомпютърно изчисление на данните от изследването Dark Energy Survey. Две години по-късно обектът беше преоткрит от друго изследване, а окончателното потвърждение дойде от снимки, направени от телескопа „Хъбъл“. Снимките показаха множество изображения на всяка галактика, образуващи концентрична структура около предния план – резултат от изкривяването и отразяването на светлината през изкривеното пространство-време.

Учените използваха и спектроскопски данни, за да определят разстоянията до тези галактики, които варираха от 7,6 до 12 милиарда светлинни години от Земята, приближавайки се до края на видимата Вселена. Анализите на изображенията са успели да уловят рядка конфигурация, наречена кръст на Айнщайн, при която един обект образува четири отделни изображения, разположени в кръг около обектива.

Тези наблюдения доведоха до важни изводи за разпределението на тъмната материя в клъстера от галактики. Простотата на тази система позволява по-точно измерване на масата на тъмната материя, което прави лещата тип „въртележка“ уникална сред другите подобни явления. Тя може да помогне и за решаването на други космологични въпроси, свързани с тъмната енергия и разширяването на Вселената, включително за разрешаването на така нареченото „напрежение на Хъбъл“ – разминаването в измерванията на скоростта на разширяване на Вселената. По принцип имаме всички основания да смятаме, че нашата наблюдаема Вселена, чийто космически хоризонт се определя от комбинацията от скоростта на разширяване, скоростта на светлината и времето, изминало от Големия взрив, представлява само малка част от по-голямата, ненаблюдаема Вселена.

Наблюдението на тези изключителни системи би могло да открие нови хоризонти в изучаването разпределението на тъмната материя и други загадъчни явления в Космоса, доколко голяма е вероятността от нови открития в близкото бъдеще.