Яркое кольцо искривленного света, окружающее таинственную плотную галактику, зафиксировали за 21 млрд световых лет от нас.
Кольцо Эйнштейна — чрезвычайно редкий тип объекта с гравитационной линзой, который впервые был предусмотрен теорией относительности Альберта Эйнштейна. Эффект возникает, когда свет от галактики или звезды проходит сквозь массивный объект на пути к наблюдателю, и усиливает его (подобно тому, как работает увеличительное стекло), позволяя астрономам изучать отдаленные объекты более детально, чем обычно.
Большинство объектов с гравитационными линзами образуют дуги или частичные кольца, окружающие объект переднего плана. Но кольцо Эйнштейна образует полный круг вокруг более близкой сущности, что возможно только тогда, когда отдаленный объект, объект переднего плана и наблюдатель находятся на одной прямой.
В новом исследовании, загруженном 14 сентября на сервер препринтов arXiv и принятом для публикации в журнале Nature Astronomy, исследователи описывают новое идеально круглое кольцо Эйнштейна под названием JWST-ER1 в рамках обзора COSMOS-Web, подробной карты более 500 000 галактик, зафиксированных во время 200-часового непрерывного наблюдения телескопа Джеймса Уэбба.
JWST-ER1 состоит из двух частей: JWST-ER1g, компактной галактики, действующей как объект линзирования на переднем плане и JWST-ER1r, света от более отдаленной галактики, образующей световое кольцо.
JWST-ER1g находится примерно в 17 миллиардах световых лет от Земли, в то время как JWST-ER1r находится еще на 4 миллиарда световых лет дальше. По данным BigThink.com, до сих пор самый далекий обнаруженный объект с гравитационной линзой был обнаружен на расстоянии примерно 14,7 миллиарда световых лет.
Благодаря идеальной форме кольца Эйнштейна исследователи вычислили массу JWST-ER1r и увидели, насколько она нарушила время-пространство вокруг себя. Галактика имеет массу, эквивалентную примерно 650 миллиардам солнц (она очень плотная для своего размера). Часть этой дополнительной массы можно объяснить присутствием темной материи.
Другие, столь же старые и плотные галактики уже находили раньше, и, похоже, есть нечто общее, что делает их столь массивными. Одна теория предполагает, что эти галактики содержат гораздо больше темной материи, чем ожидалось, тогда как другая – то, что в них может скрываться больше звезд малой массы, чем в младших галактиках.
Это не первое кольцо Эйнштейна, замеченное телескопом Джеймса Уэбба. Как сообщает Live Science, в сентябре 2022 года пользователь Reddit обнаружил идеальное круглое кольцо света от галактики JO418, расположенной примерно в 12 миллиардах световых лет от Земли.
Уэбб также использовал гравитационное линзирование, чтобы сделать снимок самой дальней звезды из когда-либо обнаруженных и одной из старейших галактик во Вселенной.