To jest szalone. Jeden kwazar jest widoczny w czterech miejscach. W każdym widać go w innym momencie historii

Kiedy patrzymy na gwiazdy tworzące dyszel Wielkiego Wozu (asteryzmu tworzącego część gwiazdozbioru Wielkiej Niedźwiedzicy) to widzimy fotony wyemitowane odpowiednio (od lewej) 104, 86, 83 i 80 lat temu. Wszystkie te fotony podróżowały w linii prostej, aż w końcu dotarły do naszych oczu. Każda z tych gwiazd widoczna jest na niebie tylko raz. Nie zawsze jednak tak jest.

Ponad czterdzieści lat temu astronomowie dostrzegli w odległym wszechświecie dwa zaskakująco podobne do siebie kwazary. Mało tego, obydwa obiekty znajdowały się stosunkowo blisko siebie na niebie. Dokładniejsza analiza obu obiektów wykazała, że nie są one podobne do siebie, a po prostu są jednym i tym samym obiektem widocznym w dwóch różnych miejscach. Okazało się bowiem, że między obserwatorami na Ziemi a rzeczonym kwazarem znajduje się masywna gromada galaktyk, która zakrzywia tor lotu promieni emitowanych przez kwazar. Tworzące dwa jego obrazy fotony poruszały się różnymi drogami wokół gromady galaktyk, aby ostatecznie skończyć w zwierciadle teleskopu znajdującego się na powierzchni Ziemi.

Co ciekawe, okazało się, że fotony tworzące jeden z obrazów potrzebowały 14 miesięcy więcej (obrały dłuższą drogę), aby dotrzeć do Ziemi. Gdy zatem w pierwszym obrazie dochodziło do krótkotrwałego spadku jasności, to samo zjawisko można było zarejestrować w drugim obrazie 14 miesięcy później.

Na przestrzeni kolejnych czterdziestu lat takich obiektów wielokrotnych odkryto znacznie więcej. Za każdym razem za ich powstanie odpowiadał masywny obiekt znajdujący się między nimi a nami.

W najnowszym artykule naukowym astronomowie z Hiszpanii opisują kolejny przykład soczewkowanego kwazara. Prace nad dokładnym zbadaniem tego obiektu trwały blisko czternaście lat. Opłacało się. Jak ustalili badacze w tym przypadku możemy obserwować aż cztery obrazy tego samego kwazaru, a opóźnienie między ekstremalnymi obrazami wynosi rekordowe 6,73 roku. Wszystkie zmiany zachodzące w jednym obrazie pojawiają się w drugim blisko siedem lat później. Za drugi obraz i opóźnienie odpowiada w tym przypadku masywna gromada galaktyk SDSS J1004+4112 i wypełniająca ją ciemna materia. Omijając gromadę, światło tworzące jeden z obrazów kwazara przemierza drogę dłuższą o siedem lat świetlnych od światła tworzącego drugi obraz.

Warto tutaj zwrócić uwagę na to, że światło przelatujące w pobliżu masywnej gromady galaktyk dostarcza nam informacji nie tylko o samym kwazarze, ale także o rozkładzie masy w znajdującej się bliżej nas gromadzie galaktyk. To właśnie odszyfrowanie rozkładu mas pozwala dokładnie prześledzić trajektorię lotu fotonów z odległego kwazara.

Soczewkowanie grawitacyjne jest chyba najbardziej spektakularnym dowodem na to, że grawitacja wpływa na geometrię otaczającej nas czasoprzestrzeni. Tam, gdzie jest masa, tam jest grawitacja, a tam, gdzie grawitacja, tam i zakrzywienie czasoprzestrzeni.