Das euklidische Weltraumteleskop hat zufällig seinen ersten Einstein -Ring entdeckt und ist absolut atemberaubend. Abgesehen von seiner ästhetischen Anziehungskraft hat dieser perfekt kreisförmige Einstein-Ring den Forschern es ermöglicht, die dunkle Materie im Herzen einer fast 600 Millionen Lichtjahre entfernt “wiegen”.
Das Spacecraft der Europäischen Weltraumagentur (ESA), das im Juli 2023 gestartet wurde, entdeckte ihre erste starke Gravitationslinse, als sie begann, die genaueste 3D -Karte zu bauen, die jemals aus dem jemals geschaffenen Universum hergestellt wurde.
Die Karte wird in 10 Milliarden Jahre kosmischer Geschichte zurückkehren und Wissenschaftlern helfen, die Geheimnisse des dunklen Universums zu untersuchen: Dunkle Materie und dunkle Energie. Daher Euclids inoffizieller Spitzname “The Dark Universe Detective”.
Das fragliche Gravitationsobjektiv ist das Galaxy NGC 6505, das rund 590 Millionen Lichtjahre entfernt ist. Obwohl dies nach einer unglaublichen Entfernung klingt, ist dies tatsächlich relativ eng für eine Gravitationslinse.
“Diese erste starke Gravitationslinse, die von Euklid entdeckt wurde, hat einzigartige Merkmale”, sagte das Teammitglied und das Nationale Institut für Astrophysik -Forscher Massimo Meneghetti in einer Erklärung. “Es ist wirklich selten, eine Galaxie relativ nahe bei uns zu finden, wie diese im NGC -Katalog (New Galaxy Catalog), eines der Kataloge der nahe gelegenen Galaxien, die als starke Gravitationsobjektiv fungieren.”
Galaxien, die so nahe an der Milchstraße sind, sind im Allgemeinen nicht in der Lage, das Licht von Hintergrundquellen stark zu fokussieren, um mehrere Bilder zu bilden – das heißt, es sei denn, sie enthalten enorme Mengen an Materie in ihren zentralen Regionen.
Das Licht, das den perfekten Einstein -Ring bildet, der von Euklid gesehen wird, stammt aus einer viel mehr entfernten Galaxie. Es ist so weit entfernt, dass es seit rund 4,4 Milliarden Jahren zu uns reist, was bedeutet, dass das Sonnensystem bei seiner Quelle rund 200 Millionen Jahre alt war.
Das Team hinter dieser Forschung hat es “Altieris Objektiv” bezeichnet, nachdem sein Entdecker Astronom Bruno Altieri.
“Die Bildung vollständiger Einsteinringe wie die von NGC 6505 ist ein noch selteneres Ereignis, da die Linsengalaxie und die Quellgalaxie perfekt mit unserem Teleskop übereinstimmen”, fuhr Meneghetti fort. “Aus diesen Gründen erwarten wir nicht, dass Euklid viele Objektive wie NGC 6505 beobachtet.
“Selbst wenn man den großen Bereich des Himmels berücksichtigt, der während der Mission abgedeckt wird, erwarten wir, dass die höchsten 20 Objektive wie diese entdecken können.”
Was sind Einsteinringe?
Einstein -Ringe teilen ihren Namen mit dem berühmtesten Physiker der Geschichte, weil sie aus einem Element von Einsteins 1915 -Theorie der allgemeinen Relativitätstheorie von 1915 hervorgehen, die als “Gravitationslinsen” bezeichnet wird.
Infolge der Gravitationslinsing kann, wie oben erläutert, ein einzelner lichtemittierender Körper mit lichtemittelnem Hintergrund an mehreren Stellen an einem einzigen Bild von einem Teleskop wie Euklid auftreten. Diese Objekte können Arrangements wie Einstein-Ringe, Einstein-Kreuze und sogar seltenere Einstein-Zick-Zags formen.
Die NGC 6505 -Gravitationslinse wurde zufällig in einem der ersten von Euclid beobachteten Himmelsflecken entdeckt, nur zwei Monate nach dem Start des Juli 2023 und während seiner Missionsüberprüfungsphase.
Wie oben erläutert, ist die Verteilung des Lichts aus einer Hintergrundquelle in diesem Fall NGC 6505 an die Masse der Gravitationslinse gebunden.
Das bedeutet, dass dieser Einstein -Ring als Untersuchung der Massenverteilung dieser Galaxie verwendet werden kann, einschließlich der Masse seiner ansonsten unsichtbaren dunklen Materie.
Da das Objektiv von Altieri einen Radius kleiner als NGC 6505 hat, konnte das Team die Zusammensetzung und Struktur der zentralen Regionen der Galaxie untersuchen, in denen es von Sternen dominiert wird und wo dunkle Materie weniger prominent ist.
“Da die Gravitationslinsing die genaueste Methode zur Messung der Masse ist, indem das Einstein -Ringmodell und die Verteilung von Sternen in der Galaxie kombiniert wurde, konnten wir messen, dass der Bruch an Masse, die aus dunkler Materie in der Mitte der Linse bestand 11 Prozent “, sagte Teammitglied Giulia Despali von der Universität Bologna. “Wir erinnern uns, dass dunkle Materie etwa 85 Prozent der Gesamtmaterie in unserem Universum ausmacht, sodass die zentralen Regionen der Galaxien wirklich eigenartig sind.”
Das Team war in der Lage, die Eigenschaften von NGC 6505 genau zu messen. Dies ergab eine komplexe Struktur, die mit der Entfernung vom Zentrum variiert. Sie waren auch in der Lage, den Anteil der Sterne mit niedriger Masse zu hohen Massenstern abzuschätzen, eine Qualität, die als anfängliche Massenfunktion bezeichnet wird.
“Die neuen euklidischen Beobachtungen helfen uns daher, mehr über das dunkle Universum und die Prozesse der Bildung und Evolution von Galaxien zu verstehen”, fuhr Despali fort.
Bilder wie dieser perfekte Einstein -Ring sind Manifestationen einer starken Gravitationslinsing, aber Euklid wird die geringfügige Gravitationsverzerrung der “schwachen Gravitationslinsen” verwenden, um das dunkle Universum zu untersuchen.
Obwohl erwartet wird, dass Euklid nur etwa 20 starke Gravitationslinsen -Ereignisse wie Altieri’s Lens aufdecken, wird das Weltraumteleskop voraussichtlich über einhunderttausend anderen Gravitationslinsen in den 14.000 Quadratmeter großen Himmelgrad finden, die er während seiner Mission beobachten wird.
Das Ergebnis wird eine detaillierte Karte der sichtbaren und dunklen Verteilung der Materie in Galaxien und Galaxienclustern in verschiedenen Entfernungen aus dem lokalen Universum sein. Daher wird Euklid dazu beitragen, die Natur und Entwicklung im Laufe der Zeit sowohl der dunklen Materie als auch der dunklen Energie zu untersuchen.
Die Forschung des Teams wurde am Montag (10. Februar) in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.
