Powyższe zdjęcie z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a ukazuje niezwykłe ustawienie trzech galaktyk w różnych odległościach od Ziemi, przy czym najdalsza znajduje się 19,5 miliarda lat świetlnych stąd. To ustawienie skutkuje fascynującym zjawiskiem wizualnym, w którym światło tych galaktyk tworzy charakterystyczne kształty. Centralna jasna kropka reprezentuje bliższą galaktykę, podczas gdy inna pobliska galaktyka przecina się z zakrzywionym półksiężycem światła, tworząc tak zwany pierścień Einsteina. Źródło: ESA/Hubble i NASA, H. Nayyeri, L. Marchetti, J. Lowenthal
Badanie tajemniczego obrazu: mnóstwo galaktyk
Na co zwracamy uwagę, studiując to Kosmiczny Teleskop Hubble’a obraz? Bardzo odległa galaktyka położona 19,5 miliarda lat świetlnych od Ziemi? A może znacznie bliższa, świecąca czerwona galaktyka, oddalona (stosunkowo) o 2,7 miliarda lat świetlnych? A może trzecia galaktyka, która wydaje się być dość blisko drugiej?
Odpowiedź, być może myląca, jest taka, że patrzymy na wszystkie trzy. Mówiąc dokładniej, patrzymy na światło emitowane przez wszystkie te galaktyki, mimo że najbardziej odległa galaktyka leży bezpośrednio za pierwszą, patrząc z Ziemi. W rzeczywistości to właśnie to wyrównanie umożliwia uzyskanie konkretnych efektów wizualnych na tym obrazie.
Identyfikacja galaktyk: SDSS i HerS
Centralna jasna kropka na tym zdjęciu to jedna z bliższych galaktyk, znana pod długą – ale pouczającą – nazwą SDSS J020941.27+001558.4 (nazwy galaktyk w tym formacie dostarczają dokładnych informacji o ich położeniu na niebie). Druga jasna kropka nad nią – która wydaje się przecinać zakrzywiony półksiężyc światła – to SDSS J020941.23+001600.7, druga bliższa galaktyka. I wreszcie ten zakrzywiony półksiężyc światła sam w sobie jest „soczewkowanym” światłem z bardzo odległej galaktyki. Jest to znane jako HerS J020941.1+001557 i jest także interesującym przykładem zjawiska znanego jako pierścień Einsteina.
Pierścienie Einsteina: nauka kryjąca się za zakrzywionym światłem
Pierścienie Einsteina powstają, gdy światło z bardzo odległego obiektu jest załamywane (lub „soczewkowane”) wokół masywnego obiektu pośredniego (lub „soczewkującego”). Jest to możliwe, ponieważ czasoprzestrzeń, struktura samego Wszechświata, jest zakrzywiona przez masę, podobnie jak światło podróżujące w czasoprzestrzeni. Jest to zbyt subtelne, aby można je było zaobserwować na poziomie lokalnym, ale czasami staje się wyraźnie widoczne, gdy mamy do czynienia z krzywiznami światła w ogromnych skalach astronomicznych, na przykład gdy światło emitowane z galaktyki załamuje się wokół innej galaktyki lub gromady galaktyk.
Kiedy soczewkowany obiekt i obiekt soczewkujący pokrywają się dokładnie, efektem jest charakterystyczny kształt pierścienia Einsteina, który pojawia się jako pełny lub częściowy okrąg światła wokół obiektu soczewkującego, w zależności od precyzji ustawienia. Ten częściowy pierścień Einsteina jest szczególnie interesujący, ponieważ został zidentyfikowany dzięki obywatelskiemu projektowi naukowemu — SPACE WARPS — co oznacza, że społeczeństwo umożliwiło odkrycie tego obiektu!
