Телескоп Хаббла запечатлел уникальный «крест Эйнштейна»

Ученые обнаружили уникальное космическое явление — идеальное выравнивание массивного скопления галактик, которое действует как гравитационная линза, и семи других галактик, расположенных за ним. Это скопление, находящееся в 5 миллиардах световых лет от Земли, искажает пространство-время, что приводит к изменению и увеличению изображений этих удаленных галактик. Система, получившая название «Карусельная линза» из-за эффекта «зеркального зала», представляет собой мощный инструмент для изучения распределения темной материи внутри галактики.

Когда свет от дальнего объекта проходит через пространство, его траектория искривляется под действием гравитации скоплений галактик, образующих так называемые гравитационные линзы. Если плотность вещества в этих линзах достаточно велика, это может привести к появлению множества изображений или дуг фона. В редких случаях объекты выстраиваются почти идеально по отношению к наблюдателю на Земле, создавая сильную гравитационную линзу. Именно такая ситуация наблюдается с «Карусельной линзой», где массивное скопление галактик оказалось на одной линии с семью другими, находящимися за ним.

Исследователи впервые заметили это выравнивание в 2019 году благодаря суперкомпьютерной обработке данных обзора Dark Energy Survey. Через два года объект был повторно обнаружен в рамках другого исследования, а окончательное подтверждение было получено с помощью изображений, сделанных телескопом Хаббла. На снимках были видны множественные изображения каждой галактики, образующие концентрическую структуру вокруг переднего плана — результат искривления и отражения света через искаженное пространство-время.

Ученые также использовали спектроскопические данные для определения расстояний до этих галактик, которые варьировались от 7,6 до 12 миллиардов световых лет от Земли, приближаясь к границе видимой Вселенной. В ходе анализа изображений удалось зафиксировать редкую конфигурацию, называемую крестом Эйнштейна, когда один объект образует четыре отдельных изображения, расположенных по кругу вокруг линзы.

Эти наблюдения позволили сделать важные выводы о распределении темной материи в скоплении галактик. Простота этой системы позволяет более точно измерять массу темной материи, что делает «Карусельную линзу» уникальной среди других подобных явлений. Она может также помочь в решении других космологических вопросов, связанных с темной энергией и расширением Вселенной, включая разрешение так называемой «Хаббловской напряженности» — расхождения в измерениях скорости расширения Вселенной.

Наблюдение таких исключительных систем может открыть новые горизонты в изучении распределения темной материи и других загадочных явлений космоса, подчеркивая, насколько велика вероятность дальнейших открытий в будущем.