Euklid otkriva zadivljujući Einsteinov prsten

Širokokutni svemirski teleskop s kamerom od 600 megapiksela za snimanje vidljive svjetlosti, spektrometrom bliskog infracrvenog zračenja i fotometrom za određivanje crvenog pomaka detektiranih galaksija, Euklid, krenuo je u svoju šestogodišnju misiju istraživanja svemira 1. srpnja 2023.

Prije nego što je svemirska letjelica mogla započeti istraživanje, tim znanstvenika i inženjera na Zemlji morao je provjeriti radi li sve kako treba. Tijekom ove rane faze testiranja, u rujnu 2023., Euclid je poslao neke slike natrag na Zemlju. Namjerno su bile izvan fokusa, ali na jednoj nejasnoj slici znanstvenik iz Euklidovog arhiva Bruno Altieri vidio je nagovještaj vrlo posebnog fenomena i odlučio je pogledati izbliza.

"Gledam podatke iz Euklida dok stižu", objašnjava Bruno. "Čak i iz tog prvog promatranja, mogao sam ga vidjeti, ali nakon što je Euklid napravio više promatranja tog područja, mogli smo vidjeti savršen Einsteinov prsten. Za mene, s cjeloživotnim interesom za gravitacijske leće, to je bilo nevjerojatno."

Einsteinov prsten nastaje kada svjetlost iz galaksije ili zvijezde prolazi pored masivnog objekta na putu do Zemlje. Zbog gravitacijske leće koja je predviđena općom teorijom relativnosti Alberta Einstein, svjetlost se skreće, pa se čini da dolazi s različitih mjesta. Ako su izvor, leća i promatrač savršeno poravnati, svjetlost se pojavljuje kao prsten.

Ispostavilo se da se Einsteinov prsten, izuzetno rijedak fenomen, krije naočigled u nedalekoj galaksiji NGC 6505, udaljenoj oko 590 milijuna svjetlosnih godina od Zemlje. Ovo je prvi put da je svjetlosni prsten koji okružuje njegovo središte otkriven zahvaljujući Euklidovim instrumentima visoke rezolucije.

Opća teorija relativnosti Alberta Einsteina predviđa da će se svjetlost savijati oko objekata u prostoru, tako da oni fokusiraju svjetlost poput goleme leće. Ovaj učinak gravitacijske leće veći je za masivnije objekte, galaksije i klastere galaksija. To znači da ponekad možemo vidjeti svjetlost iz dalekih galaksija koje bi inače bile skrivene.

Ako je poravnanje ispravno, svjetlost iz udaljene izvorne galaksije savija se i oblikuje spektakularan prsten oko objekta u prvom planu. Ovi Einsteinovi prstenovi su bogati laboratorij za znanstvenike. Proučavanje njihovih gravitacijskih učinaka može nam pomoći da naučimo o širenju Svemira, otkrijemo učinke nevidljive tamne tvari i tamne energije te istražimo pozadinski izvor čiju svjetlost savija tamna tvar između nas i izvora.

"Vrlo mi je intrigantno da je ovaj prsten opažen unutar dobro poznate galaksije, koja je prvi put otkrivena 1884. godine", kaže Valeria Pettorino, znanstvenica ESA Euclid projekta. "Galaksija je poznata astronomima jako dugo. Pa ipak, ovaj prsten nikada prije nije promatran. Ovo pokazuje koliko je Euklid moćan, pronalazi nove stvari čak i na mjestima za koja smo mislili da ih dobro poznajemo. Ovo otkriće je vrlo ohrabrujuće za budućnost misije Euklid i pokazuje njezine fantastične sposobnosti".

Istražujući kako se Svemir širio i formirao tijekom svoje kozmičke povijesti, Euklid će otkriti više o ulozi gravitacije i prirodi tamne energije i tamne materije. Svemirski teleskop će mapirati više od trećine neba, promatrajući milijarde galaksija do 10 milijardi svjetlosnih godina. Očekuje se da će se naći oko 100.000 jakih leća, ali pronaći jednu koja je tako spektakularna i tako blizu kuće je zapanjujuće. Do sada je bilo poznato manje od 1.000 jakih leća, a još manje ih je snimljeno u visokoj rezoluciji.

Iako je ovaj Einsteinov prsten zadivljujući, Euklidov glavni posao je potraga za suptilnijim učincima slabe gravitacijske leće, gdje se pozadinske galaksije čine samo blago rastegnute ili pomaknute. Kako bi otkrili ovaj učinak, znanstvenici će morati analizirati milijarde galaksija. Euklid je započeo svoje detaljno istraživanje neba 14. veljače 2024. i postupno stvara dosad najopsežniju 3D kartu svemira. Tako nevjerojatno otkriće i tako rano u misiji, znači da je Euklid na putu da otkrije još mnogo skrivenih tajni svemira.

Znanstveni rad o ovom otkriću objavljen je u časopisu Astronomy & Astrophysics na ovoj poveznici.