Euclid rejestruje Pierścień Einsteina w konstelacji Smoka

Zdjęcie w tle: ESA

Europejski teleskop kosmiczny Eucild przeprowadził przełomową obserwację, rejestrując jeden z najbardziej fascynujących efektów, przewidzianych przez ogólną teorię względności – Pierścień Einsteina.

Misja Euclid to sześcioletni projekt programu ESA Cosmic Vision, realizowany przez Europejską Agencję Kosmiczną przy współpracy z NASA. Satelita misji, wyposażony jest w instrumenty obserwacyjne jak i pomiarowe, ma na celu badanie rozwoju, składu chemicznego wszechświata wraz ze stworzeniem trójwymiarowej mapy jego struktury.

Projekt rozpoczął się 1 lipca 2023 r., kiedy Euclid na pokładzie rakiety Falcon 9 wzbił się w powietrze. Dwa miesiące po starcie, podczas testów kontrolnych dostarczył do bazy próbne zdjęcie odległej galaktyki ekliptycznej NGC 6505 a wraz z nim jeden z kluczowych dowodów na soczewkowanie grawitacyjne.

ESA

Logo misji Euclid.

Pierścień Einsteina na wyciągnięcie ręki

Euclid, który został wyniesiony w przestrzeń w lipcu zeszłego roku, zmierza w kierunku drugiego punktu Lagrange’a układu Ziemia-Słońce, oddalonego o 1,5 miliona kilometrów od Ziemi. Jest wyposażony nie tylko w teleskop, ale także w spektroskop bliskiej podczerwieni (NISP) oraz fotometr. Jeden w kluczowych instrumentów pomiarowych stanowi kamera rejestrująca światło widzialne (VIS), umożliwiająca uzyskanie obrazów o czterokrotnie wyższej rozdzielczości niż tych pochodzących z naziemnych obserwatoriów.

We wrześniu, Euclid rozpoczął pierwszą fazę testów, w wyniku których przesłał do bazy zdjęcia galaktyki eliptycznej NGC 6505, znajdującej się w konstelacji Smoka. Fotografie były dość niewyraźne. Mimo tego Bruno Altieri, astronom z Archiwum Euclid, dostrzegł na nich coś niezwykłego – rzadkie zjawisko kosmicznej soczewki, czyli pierścień Einsteina otaczający galaktykę.

„Już przy pierwszej obserwacji mogłem go dostrzec, jednak dopiero gdy Euklides przeprowadził więcej obserwacji, naszym oczom ukazał się idealny pierścień Einsteina. Dla mnie, pasjonata soczewkowania grawitacyjnego przez całe życie, był to niezwykły widok. ”

Jak tworzą się pierścienie Einsteina?

Galaktyka NGC 6505 znajduje się 590 milionów lat świetlnych od Ziemi, co w skali wszechświata stanowi stosunkowo niewielką odległość. Wraz ze wciąż nieodkrytą galaktyką, położoną znacznie dalej, bo aż 4,42 miliarda lat świetlnych od nas, tworzy wcześniej omawiane zjawisko pierścienia Einsteina, ale co to właściwie znaczy?

ESA

Zdjęcie pierścienia Einsteina wokół NGC 6505.

Pierścienie są efektem soczewkowania grawitacyjnego –  zjawiska, które obserwujemy, gdy tor światła pochodzący z odległego obiektu dociera do obiektu soczewkującego, a następnie pod wpływem jego masy (zgodnie z teorią względności Einsteina) zostaje zakrzywiony. Światło dociera do obserwatora z różnych stron, tworząc coś w rodzaju aureoli wokół obserwowanej galaktyki. Rozmiar pierścienia zależy od masy ciała oraz odległości między wszystkimi trzema elementami układu, natomiast jego dokładność wynika z wzajemnego położenia tych ciał w przestrzeni.

ESA

Infografika przedstawiająca tworzenie się pierścieni Einsteina.

Gdy obserwator, galaktyka pełniąca rolę soczewki i galaktyka, która jest źródłem światła, znajdują się niemal idealnie w jednej linii, powstaje symetryczny pierścień. Ustawienie obejmujące układ sondy Euclid, NGC 6505 i dotąd niezaobserwowanej galaktyki wynika z dużego przesunięcia  – jest efektem silnego soczewkowania grawitacyjnego i cechuje się widocznymi przerwami w pierścieniu.

Mimo iż omawiane zjawisko wywiera ogromne wrażenie, głównym zadaniem misji Euclid jest poszukiwanie efektów słabszego soczewkowania grawitacyjnego – przejawiającego się minimalną deformacją układu i pełniejszym pierścieniem. W przeciwieństwie do silniejszej formy słabsze soczewkowanie umożliwia badanie ciemnej materii w bardziej rozległych obszarach wszechświata oraz tworzenie statystycznych map rozkładu masy w przestrzeni.

Aby wykryć ten efekt, naukowcy będą musieli przeanalizować miliardy galaktyk, jednak tak niesamowite odkrycie w tak wczesnym etapie misji oznacza, że Euclid jest na dobrej drodze do eksploracji coraz to dalszych zakamarków kosmosu.

Korekta – Alex Rymarski

The post Euclid rejestruje Pierścień Einsteina w konstelacji Smoka first appeared on AstroNET – Polski Portal Astronomiczny.