Международная команда астрономов обнаружила самую далекую гравитационную линзу на данный момент – галактику, которая, как было предсказано в теории относительности Альберта Эйнштейна, изменяет направление и усиливает свет других, более удаленных объектов. Это открытие дает редкую возможность – измерить массу удаленной галактики. Но тут же возникает другая загадка: линзы такого типа – это большая редкость. Так как это – не единственная находка подобного типа за последнее время, астрономы должны быть либо феноменально везучими, либо же, что более вероятно, они существенно недооценивали количество небольших, совсем юных галактик в молодой Вселенной.
Свет находится под воздействием гравитации. Свет, проходящий через удаленную галактику, в результате, изменит свое направление. Первая гравитационная линза была открыта в 1979 год; с тех пор таких открытий было сделано множество. Вдобавок к тому, что они послужили подтверждение теории Эйнштейна, гравитационные линзы стали очень полезными инструментами. Можно определить массу объекта, который преломляет свет, - включая массу все еще загадочной темной материи, которая не производит свет и не поглощает его, и может быть замечена только через гравитационные эффекты. Линза так же работает как «естественный телескоп»: увеличивает источник света, на фоне которого находится, позволяя астрономам увидеть удаленные галактики в большем приближении, чем обычно возможно.
Гравитационные линзы состоят из двух объектов: один из них находится дальше и является источником света, и другой, - гравитационная линза, который находится между нами и источником света, и чья гравитация преломляет свет. Когда наблюдатель, линза и источник света находятся на одной прямой, тогда возможно увидеть кольцо Эйнштейна: идеально ровный круг света, который является проекцией изображения в несколько раз увеличенного источника света.
Теперь астрономы открыли самую удаленную из известных гравитационных линз. Возглавляющий команду исследователей Арьен Ван Дер Вель (Arjen van der Wel) из института Астрономии Макса Планка в Хайдельберге, Германия, объясняет: «Открытие было сделано совершенно случайно. Я просматривал наблюдения другого, более раннего проекта, когда заметил галактику, которая показалась мне необычной. Она выглядела в точности как очень молодая галактика, однако находилась на расстоянии, гораздо большем, чем я ожидал. Не похоже было, что это – часть нашей программы наблюдений!»
Желая узнать больше, Ван Дер Вель изучил данные космического телескопа Хаббл (Hubble Space Telescope). На этих снимках загадочный объект выглядел как старая галактика, однако некоторые характерные особенности говорили о том, что это – именно гравитационная линза. Скомбинировав имеющиеся изображения и убрав туман со скопления звезд галактики-линзы, получили результат, который не оставил места для сомнений: почти безупречное кольцо Эйнштейна, характерное для гравитационной линзы с очень точным выравниванием самой линзы и источника света.
Линза находится так далеко, что после преломления свет добирался до нас целых 4,9 млрд. лет. Кроме того, искажение, которое дает галактическая линза, может быть достаточным для того, чтобы напрямую измерить ее массу. Таким образом, можно было протестировать обычные методы определения массы галактик, которые обычно используют ученые, и основанные на экстраполяции соседних галактик. К счастью для ученых, этот тест их методы прошли.
Однако это открытие рождает еще одну загадку. Гравитационные линзы – результат случайного выравнивания. В этом случае выравнивание очень точное. Ко всему прочему, увеличенный объект – это карликовая галактика, сравнительно легкая (совокупные массы ее звезд лишь в 1 миллион раз больше массы Солнца), и при этом очень молодая (10-40 млн лет), с очень высоким уровнем образования новых звезд. Шанс на то, что такая специфическая галактика может быть отражена линзой, очень небольшой. Однако, это уже вторая найденная карликовая галактика из взрывающихся звезд. Либо это огромная удача для астрономов, либо же такие карликовые галактики – не редкость во Вселенной, и ученым теперь придется пересматривать основные модели галактической эволюции.
Ван Дер Вель заключает: «Это странное и очень интересное открытие. Совершенно случайная находка – однако у нее есть потенциал. Она может стать началом новой главы об эволюции галактик в молодой Вселенной»
