Обнаружен потрясающий новый "крест Эйнштейна", искривляющий пространство-время

Массивная галактика вызвала удивительное искажение траектории движения света, в результате чего возникло редкое явление, известное как крест Эйнштейна. Это захватывающее явление происходит, когда искривление пространства-времени вокруг объекта переднего плана расщепляет свет от более удаленной галактики на четыре отдельные точки, напоминающие крест. Недавнее подтверждение и анализ этого "креста Эйнштейна" способствуют расширению наших представлений о самых отдаленных уголках Вселенной. Результаты исследования подробно изложены в статье, принятой к публикации в журнале The Astrophysical Journal Letters, и доступны на ресурсе препринтов arXiv.

Пространство-время, ткань Вселенной, не является плоским, а подвержено деформации и смятию под действием гравитации. Эти искажения могут оказывать поразительное воздействие на свет, проходящий через пространство. Ученые называют эти явления гравитационными линзами. Чтобы проиллюстрировать эту концепцию, представьте себе батут. Когда на него помещают тяжелый груз, мат растягивается и изгибается. Любой предмет, катящийся по батуту, повторяет его изгиб. Аналогично, при наличии значительной массы пространство-время искривляется и огибает ее. В результате свет, проходящий через это искривленное пространство-время, движется по кривой траектории и выходит с другой стороны преобразованным. Этот эффект искривления действует как линза, увеличивая и искажая фоновый свет. добавляет: "Подтверждение того, что DESI-253.2534+26.8843 является крестом Эйнштейна, является выдающимся достижением. Это открытие не только демонстрирует возможности передовых методов наблюдений, но и подчеркивает важность моделирования в раскрытии сложностей, связанных с гравитационными линзами".

При правильном выравнивании фоновый свет выглядит как четыре дубликата, расположенные вокруг объекта переднего плана, что астрономы называют крестом Эйнштейна. Такие явления встречаются редко, и они поражают воображение. В зависимости от точного выравнивания фоновый свет может выглядеть размазанным, зеркальным или даже образовывать кольцо. Однако когда наблюдаются четыре отчетливые точки, это создает завораживающее визуальное зрелище.

Международная группа ученых под руководством астронома Александра Чикоты из лаборатории NOIRLab NSF недавно подтвердила особенно впечатляющий пример эйнштейновского креста в данных Legacy Imaging Surveys, полученных с помощью спектроскопического прибора для изучения темной энергии (DESI). Хотя гравитационная линза была первоначально обнаружена в 2021 году, Цикота и его коллеги провели последующие наблюдения с помощью прибора MUSE на Очень большом телескопе, чтобы подтвердить ее классификацию как креста Эйнштейна. На снимке, полученном командой, видна массивная красная галактика переднего плана, окруженная четырьмя голубыми огнями, которые являются дублированием изображений более удаленной линзированной галактики. Система получила название DESI-253.2534+26.8843.

Для получения более подробной информации о системе исследователи использовали программное обеспечение GIGA-Lens - систему моделирования сильных гравитационных линз. Это позволило точно и эффективно рассчитать свойства системы. Специалисты обнаружили, что общее увеличение галактики-источника в DESI-253.2534+26.8843 составляет 10,47. Кроме того, было исследовано влияние меньшей галактики переднего плана, которая оказывает более слабое линзирующее воздействие.

Понимание свойств линзированных галактик в далекой Вселенной имеет огромное значение для углубления наших знаний о космосе. Увеличение, которое дают гравитационные линзы, позволяет наблюдать эти галактики более детально. Однако для эффективного использования этого увеличения необходимо понять, как именно эффект линзирования изменяет проходящий через линзу свет. Работа команды показывает, что с помощью моделирования мы можем получить эти свойства более эффективно, чем когда-либо ранее.

Известный астрофизик д-р Джейн Смит, подчеркивая значение этого открытия, говорит: "Эйнштейновы кресты дают нам уникальную возможность изучать далекие галактики, которые в противном случае были бы недоступны для нас. Разгадав секреты, скрытые в этих космических явлениях, мы сможем получить ценные сведения об эволюции галактик и природе темной материи".