Pentru prima dată, cercetătorii au folosit date de la Telescopul spațial James Webb (JWST) pentru a descoperi un exemplu de fenomen ipotetic anterior cunoscut sub numele de „zig-zag Einstein” – în care lumina provenită de la un obiect din cosmosul îndepărtat trece prin două regiuni diferite ale spațiu-timp deformat. Efectul recent confirmat, care a fost descoperit printre șase copii identice ale unui quasar luminos, ar putea face lumină asupra unei probleme care începe să afecteze cosmologiespun expertii.
În 2018, astronomii au descoperit un cvartet de puncte luminoase identice la miliarde de ani-lumină de Pământ, denumit mai târziu J1721+8842. Inițial, oamenii de știință au presupus că cele patru lumini erau imagini în oglindă ale unui un singur quasar — un nucleu galactic luminos alimentat de o gaură neagră alimentată — care a fost duplicat printr-un fenomen cunoscut sub numele de „lentilă gravitațională”.
Lentila gravitațională apare atunci când lumina de la un obiect îndepărtat pare să se îndoaie pe măsură ce trece prin deformare. spatiu-timp care a fost scos din formă de imens gravitaţie a unui obiect cu lentilă – de obicei o galaxie masivă sau un grup de galaxii – situat între obiectul îndepărtat și observator. Acest efect de deformare poate fie duplica sursa de lumină inițială, deoarece lumina parcurge diferite rute în jurul obiectului lentilei, fie extinde lumina în halouri luminoase, cunoscut sub numele de inele Einstein după Albert Einsteincare a prezis prima dată lentilele gravitaționale cu ale lui teoria relativității generale în 1915.
Dar într-o studiu 2022cercetătorii au descoperit că J1721+8842 avea două puncte suplimentare de lumină alături de cvartetul original, precum și un inel roșu slab Einstein. Punctele nou descoperite au fost puțin mai slabe decât celelalte patru puncte, ceea ce i-a determinat pe cercetători să bănuiască că spectacolul de lumini a arătat o pereche de quasari adiacenți, cunoscuți ca un quasar binarcare fusese duplicat de trei ori (în loc de un singur quasar care fusese copiat de șase ori).
Cu toate acestea, într-un nou studiu, încărcat pe 8 noiembrie pe serverul de preprint arXivcercetătorii au reanalizat J1721+8842 folosind date noi de la JWST și au descoperit că toate cele șase puncte de lumină sunt de fapt dintr-un singur quasar, până la urmă. Echipa a descoperit, de asemenea, că punctele luminoase recent dezvăluite au fost plasate în jurul unui al doilea obiect masiv mai departe de primul, care este, de asemenea, responsabil pentru inelul slab Einstein văzut în imaginile mai recente. (Studiul nu a fost încă revizuit, dar a fost trimis spre publicare în revista Astronomy & Astrophysics.)
După ce au observat curbele de lumină ale fiecărui punct luminos pe parcursul a doi ani, cercetătorii au arătat că există o ușoară întârziere în timpul necesar celor două imagini duplicat cele mai slabe pentru a ajunge la noi, ceea ce sugerează că lumina din aceste copii trebuie să călătorească mai departe decât cealaltă. patru puncte luminoase. Acest lucru se datorează probabil că lumina din aceste imagini trece în jurul părților opuse ale fiecărui obiect cu lentilă (adică în jurul părții stângi a primei lentile și a părții drepte a celei de-a doua lentile).
Echipa de studiu a numit această „configurație a lentilelor extrem de rară” un zig-zag Einstein, deoarece lumina din unele dintre punctele luminoase cu lentilă dublă s-a deplasat înainte și înapoi în timp ce trecea în jurul ambelor galaxii cu lentile, au scris cercetătorii.
Salvarea cosmologiei
Obiectele cu lentile gravitaționale, cum ar fi inelele Einstein, sunt prețuite de astronomi și cosmologi, deoarece lumina deformată poate ajuta la dezvăluirea masei galaxiilor care le-au generat lentilele. Acest lucru, la rândul său, poate ajuta la dezvăluirea secretelor universului, cum ar fi identitatea secretă a materiei întunecate şi modul în care energia întunecată conduce expansiunea cosmică.
JWST a fost excepțional de bun în găsirea acestor obiecte în părți ale universului unde nu le-am mai putut vedea până acum. Dar, din păcate, telescopul de ultimă generație a evidențiat și discrepanțe pe care nu le putem explica în prezent.
De exemplu, măsurătorile de la telescop au confirmat acest lucru diferite părți ale universului se extind în ritmuri diferitecare amenință să ne „rupă” înțelegerea cosmologiei. Cercetătorii se referă la această problemă ca tensiunea Hubble.
Cu toate acestea, cercetătorii cred că noul zig-zag Einstein confirmat ar putea ajuta la atenuarea acestei tensiuni, deoarece configurația sa unică le va permite astronomilor să măsoare cu precizie atât constanta Hubble – rata cu care expansiunea cosmică se accelerează – cât și cantitatea de energie întunecată — forța invizibilă care conduce expansiunea universului — în această regiune a spațiului. În mod normal, oamenii de știință pot determina doar cifre exacte pentru unul sau celălalt, dar sunt necesare cunoștințe detaliate despre ambele pentru a înțelege cu adevărat expansiunea cosmică, au scris cercetătorii.
Thomas Colletta spus un astrofizician de la Universitatea din Portsmouth din Marea Britanie care nu a fost implicat în studiu Revista de știință că studierea zig-zag-ului va „aprinde dacă rata de expansiune a universului este sau nu în concordanță cu modelul cosmologic”. Cu toate acestea, cercetătorilor ar putea dura mai mult de un an pentru a rezolva cifrele de care au nevoie din imaginile încurcate, a adăugat el. „Așa că ar putea fi nevoie să așteptăm puțin [for an answer].”
Comentarii recente