Международная команда астрономов обнаружила самую отдалённую от Земли гравитационную линзу – галактику, которая, как и предсказано общей теорией относительности Альберта Эйнштейна, искажает направление электромагнитного излучения более отдалённого астрономического объекта.
Открытие представляет учёным крайне редкую возможность напрямую измерить массу отдалённой галактики, находящейся на одной линии с гравитационной линзой и наблюдателем. К тому же линзы такого рода являются крайне редким явлением. Учитывая эти и другие недавние аналогичные находки, астрономам, либо феноменально повезло, либо они попросту недооценивали распространённость небольших молодых галактик в ранней Вселенной.
Гравитационные линзы, как правило, существенно искажают изображение фонового объекта. С 1979 году, когда была обнаружена первая гравитационная линза, астрономы выявили огромное множество аналогичных объектов. В дополнение к подтверждению общей теории относительности Эйнштейна, гравитационные линзы оказались весьма ценным астрономическим «инструментом». С их помощь можно определять не только массу астрономического объекта, свет от которого, проходя через линзу, искажается, но и массу темной материи, которая не испускает электромагнитного излучения и не взаимодействует с ним. К тому же гравитационные линзы увеличивают источник фонового света, действуя как «естественный телескоп», что позволяет астрономам более детально рассмотреть наиболее отдалённо галактики нашей Вселенной.
Гравитационные линзы состоят из двух объектов: это непосредственно линза, которой может выступать как массивное тело (звезда или планета), так и система тел (отдельная галактика, галактические скопления или скопления темной материи), и непосредственно объект-источник, свет от которого гравитационная линза фокусирует. Когда наблюдатель, гравитационная линза и источник находятся на одной линии, наблюдатель видит «кольцо Эйнштейна» — изображение в виде дуги или замкнутого кольца, возникающее в результате сильного гравитационного линзирования, которое позволяет увеличить изображение источника излучение.
Находка является самой большой гравитационной линзой, которая известна астрономам на сегодняшний день. Arjen van der Wel из Max Planck Institute for Astronomy, возглавляющий команду исследователей, отметил, что открытие было сделано совершенно случайной – в ходе анализа данных, собранных ранее, он заметил необычную галактику, которую он принял за весьма молодой астрономический объект. Позже выяснилось, что она находилась намного дальше, чем изначально предполагалось.
Arjen van der Wel не остановился на достигнутом, он хотел узнать больше, поэтому принялся детально изучать изображения, полученные космическим телескопом «Хаббл». На этих снимках галактика была похода на весьма «древний астрономический объект» с подозрительно неправильными чертами. Это дало основание Arjen van der Wel предположить, что он имеет дело с гравитационной линзой. Последующие исследования подтвердили это предположение
Гравитационная линза настолько удалена от Земли, что свет, после преломления, прошёл порядка 9,4 млрд. лет, прежде чем достичь нашей планеты. Мало того, что это новый рекорд, незначительное искажение, вызванное галактикой –линзой, позволяет напрямую измерить массу объекта источника излучения. Таким образом открытие имеет важное прикладное значение, поскольку позволяет оценивать массы отдалённых галактик.
Но не всё так просто, как кажется на первый взгляд. Гравитационные линзы – результат случайного выравнивания. В этом случае – выравнивание чрезвычайно точное. Увеличенный объект является карликовой галактикой starbursting – сравнительно лёгкой галактикой, масса звёзд которой составляет порядка 100 млн. солнечных масс, но чрезвычайно молодой (примерно 10-40 млн. лет). Особенность этой галактики в том, что в ней очень стремительно происходит процесс формирования новых звёзд. Это вторая карликовая галактика starbursting, найденная через гравитационную линзу.
Van der Wel подытоживает, что это открытие было одновременно и интересным, и весьма странным. Невзирая на то, что открытие было сделано совершенно случайно, у него есть огромнейший потенциал, чтобы начать новую главу в описании эволюции галактик в ранней Вселенной.
