Редчайший «крест Эйнштейна» искривляет свет одного из самых ярких объектов Вселенной

Астрономы обнаружили потрясающий, редкий пример «креста Эйнштейна», разделяющего и увеличивающего свет из далеких глубин Вселенной.

На снимке одна из эллиптических галактик на переднем плане, расположенная на расстоянии около 6 млрд. световых лет от Земли, искривила и квадрировала яркий луч света от фоновой галактики, находящейся на расстоянии около 11 млрд. световых лет от нашей планеты.

Полученная картина, впервые предсказанная Альбертом Эйнштейном в 1915 г., представляет собой четыре пятна голубого света, расположенные ореолом вокруг оранжевой галактики переднего плана, — редкое явление, которое астрономы будут изучать, чтобы лучше понять Вселенную.

Фоновый свет, вероятно, исходит от квазара — молодой галактики, сверхмассивная черная дыра в ядре которой поглощает огромное количество материи и испускает излучение, более чем в триллион раз превосходящее яркость самых ярких звезд.

Общая теория относительности Эйнштейна описывает, как массивные объекты искривляют ткань Вселенной, называемую пространством-временем. Гравитация, по мнению Эйнштейна, не порождается невидимой силой, а является просто нашим ощущением того, что пространство-время искривляется и искажается в присутствии материи и энергии.

Это искривленное пространство, в свою очередь, задает правила движения энергии и материи. Несмотря на то что свет движется по прямой линии, свет, проходящий через сильно искривленную область пространства-времени, например пространство вокруг огромных галактик, также движется по кривой — огибает галактику и расходится в виде гало.

То, как выглядит это гало, зависит от силы гравитации галактики и перспективы наблюдателя. В данном случае Земля, линзирующая галактика и квазар выстроились таким образом, чтобы идеально дублировать свет квазара, расположив их вдоль так называемого кольца Эйнштейна.

Линза была обнаружена в 2021 году прибором Dark Energy Spectroscopic Instrument, который присоединен к телескопу в Национальной обсерватории Китт-Пик в Аризоне. После обнаружения линзы астрономы провели последующие анализы с помощью многоатомного спектроскопического прибора Multi-Unit Spectroscopic Explorer на Очень большом телескопе в Чили и подтвердили, что обнаружили крест Эйнштейна.

Астрономы обнаружили сотни колец Эйнштейна, и они привлекают внимание не только из-за красивых фотографий. Поскольку кольца увеличивают свет, который они отклоняют, реконструкция световых следов в их первоначальные, предварительно изогнутые формы может улучшить детали, которые астрономы могут заметить в очень далеких галактиках.

Кроме того, поскольку степень искривления света зависит от силы гравитационного поля объекта, который его искривляет, кольца Эйнштейна могут служить космическими весами для измерения масс галактик и черных дыр. Изучение искривления далекого света вокруг этих колец может даже помочь ученым увидеть объекты, которые в противном случае были бы слишком темными для самостоятельного наблюдения, например, черные дыры или блуждающие экзопланеты.

Исследование было принято к публикации в журнале The Astrophysical Journal Letters и размещено в базе данных предварительных работ arXiv.