Odkryto "zygzak Einsteina". Coś takiego zobaczyliśmy pierwszy raz w historii

Naukowcy wykorzystali dane z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST), aby pierwszy raz zobaczyć zjawisko znane jako "zygzak Einsteina" - gdzie światło z obiektu w odległym kosmosie przechodzi przez dwa różne obszary zakrzywionej czasoprzestrzeni.

System oznaczony jako J1721+8842 to coś więcej niż tylko spektakularna fotografia kosmosu. Centralnym punktem jest kwazar - wyjątkowo jasne jądro galaktyki, napędzane przez supermasywną czarną dziurę pochłaniającą materię. Dzięki soczewkowaniu grawitacyjnemu kwazar widzimy aż sześć razy, a wszystko to za sprawą dwóch galaktyk, które działają jak gigantyczne "kosmiczne szkło powiększające".

Zjawisko soczewkowania grawitacyjnego występuje, gdy masywny obiekt (np. galaktyka) znajduje się na drodze światła (np. z gwiazdy lub kwazara) i zakrzywia czasoprzestrzeń na tyle, że światło pochodzące z innego źródła zostaje zniekształcone i powielone.

"Zygzak Einsteina" to jednak wyjątkowy przypadek. To kosmiczne arcydzieło nie tylko zachwyca estetyką, ale także może rozwiązać poważny kryzys w kosmologii.

Kosmologia - nauka o wszechświecie jako całości - przechodzi obecnie trudny okres. Kluczowe parametry kosmosu, takie jak tempo jego ekspansji (stała Hubble'a), nie zgadzają się w różnych modelach i pomiarach.

Właśnie tu wkracza system J1721+8842. Dzięki precyzyjnym pomiarom odległości i efektów soczewkowania grawitacyjnego naukowcy mogą lepiej zrozumieć, jak materia i energia są rozmieszczone w kosmosie. To z kolei może pomóc rozwiązać sprzeczności między różnymi metodami badania wszechświata.

Więcej o soczewkowaniu grawitacyjnym przeczytasz na Spider's Web:

W 2018 r. astronomowie odkryli kwartet identycznych jasnych punktów miliardy lat świetlnych od Ziemi, później nazwanych J1721+8842. Początkowo naukowcy założyli, że światła były lustrzanymi odbiciami pojedynczego kwazara, ​​które zostało zduplikowane poprzez soczewkowanie grawitacyjne.

Jednak w 2022 r. naukowcy odkryli, że J1721+8842 ma dwa dodatkowe punkty świetlne obok widzianych wcześniej czterech, a także słaby czerwony "pierścień Einsteina". Nowo odkryte punkty były nieco słabsze niż pozostałe cztery, co skłoniło naukowców do podejrzeń, że zjawisko przedstawia parę sąsiadujących kwazarów.

W nowym badaniu, opublikowanym na serwerze arXiv, naukowcy ponownie przeanalizowali J1721+8842, korzystając z nowych danych z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba i odkryli, że wszystkie sześć punktów świetlnych pochodzi w rzeczywistości z jednego kwazara.

Naukowcy nazwali tę niezwykle rzadką konfigurację soczewkowania "zygzakiem Einsteina", ponieważ światło z niektórych punktów odchylało się tam i z powrotem, przechodząc wokół obu galaktyk soczewkujących.

Zespół odkrywców uważa teraz, że odkrycie to może pomóc innym badaczom poprawić obliczenia stałej Hubble'a, co może rozstrzygnąć trwającą debatę na temat jej prawdziwej wartości. Zniekształcone przez "zygzak Einsteina" światło może pomóc ujawnić masę galaktyk, które je soczewkowały. To z kolei może pomóc ujawnić sekrety wszechświata, takie jak zawartość ciemnej materii i sposób, w jaki ciemna energia napędza ekspansję kosmiczną.

Od momentu uruchomienia w 2022 r., Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba dostarcza niesamowitych odkryć. Jego zdolność do obserwacji w podczerwieni pozwala "zajrzeć" przez pył i gaz, który wcześniej uniemożliwiał badanie najdalszych zakątków wszechświata. Dzięki niemu możemy nie tylko podziwiać piękno kosmosu, ale także zbliżyć się do odpowiedzi na pytania, które od wieków nurtują ludzkość.