Das Weltraumteleskop Euclid hat einen Einstein-Ring, ein seltenes und spektakuläres Phänomen, um die Galaxie NGC 6505 eingefangen. Diese bisher unbekannte Beobachtung eröffnet neue Perspektiven für die Erforschung der dunklen Materie und der dunklen Energie, dieser immer noch mysteriösen Kräfte, die unser Universum formen.
Bild der Euclid-Daten, die in dieser Studie verwendet wurden, bei der die Altieri-Linse entdeckt wurde.
Das Hauptpanel zeigt ein Falschfarben-Kompositbild, das die VIS- und NISP-Daten kombiniert. Die Helligkeit wird durch das höher aufgelöste VIS IE-Bild definiert, während die Farbe von den niedriger aufgelösten NISP YE-, JE- und HE-Bildern stammt.
Das zentrale Licht der Galaxie wird abgeschwächt, um den Gravitationsbogen besser sichtbar zu machen. Das Einfügefeld zeigt nur die hochauflösenden VIS-Daten des zentralen Bereichs von 8″, der im Hauptpanel durch das Quadrat angezeigt wird. Im Juli 2023 von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) gestartet, hat Euclid die Mission, die Geheimnisse des dunklen Universums zu erforschen. Bereits in seinen ersten Testphasen hat das Teleskop einen nahezu perfekten Einstein-Ring entdeckt, einen Gravitationsmirage, der durch die Ablenkung des Lichts einer entfernten Galaxie entsteht. Diese Entdeckung, die in einer bereits gut bekannten Galaxie gemacht wurde, unterstreicht die Leistungsfähigkeit von Euclid und verspricht bedeutende Fortschritte in der Kosmologie.
Ein von Einstein vorhergesagtes Phänomen
Der von Euclid beobachtete Einstein-Ring ist eine direkte Illustration der allgemeinen Relativitätstheorie. Laut Albert Einstein krümmt sich Licht in Anwesenheit massereicher Objekte, wodurch Gravitationslinseneffekte entstehen. Wenn die Ausrichtung zwischen einer massereichen Galaxie und einer entfernten Galaxie perfekt ist, bildet das Licht der letzteren einen leuchtenden Ring um die erstere.
Im Fall von NGC 6505 verzerrt die Galaxie, die 590 Millionen Lichtjahre entfernt ist, das Licht einer noch weiter entfernten Galaxie, die 4,42 Milliarden Lichtjahre entfernt ist. Dieses Phänomen, obwohl seit langem vorhergesagt, wurde noch nie um diese Galaxie herum beobachtet, obwohl sie seit dem 19. Jahrhundert untersucht wird.
Eine zufällige aber aufschlussreiche Entdeckung
Der Einstein-Ring wurde zufällig während der ersten Tests von Euclid entdeckt. Die ersten absichtlich unscharfen Bilder zeigten eine rätselhafte ringförmige Struktur. Nach der Analyse bestätigten die Wissenschaftler, dass es sich tatsächlich um einen Einstein-Ring handelt, ein seltenes und wertvolles Phänomen für die kosmologische Forschung.
Valeria Pettorino, Wissenschaftlerin des Euclid-Projekts, betont die Bedeutung dieser Entdeckung. Sie erklärt, dass das Finden eines solchen Rings in einer gut bekannten Galaxie die Fähigkeit von Euclid zeigt, bisher unsichtbare Phänomene aufzudecken. Dies lässt auf bedeutende Entdeckungen in den kommenden Jahren hoffen.
Ein Werkzeug, um die Geheimnisse des Universums zu entschlüsseln
Einstein-Ringe sind nicht nur kosmische Kuriositäten. Sie ermöglichen es Wissenschaftlern, die dunkle Materie zu untersuchen, eine unsichtbare Substanz, die einen großen Teil des Universums ausmacht. Durch die Analyse der Lichtverzerrung können Forscher die Verteilung dieser mysteriösen Materie kartieren und ihre Rolle in der kosmischen Struktur besser verstehen.
Euclid, das zur Untersuchung schwacher Gravitationslinsen entwickelt wurde, hat bereits seine Fähigkeit zur Erkennung starker Linsen unter Beweis gestellt. Diese frühe Entdeckung bestätigt das Potenzial des Teleskops, großräumige Gravitationsphänomene zu erforschen.
Eine vielversprechende Mission
Die Mission von Euclid hat gerade erst begonnen. In den nächsten sechs Jahren wird das Teleskop mehr als ein Drittel des Himmels kartieren und Milliarden von Galaxien beobachten. Wissenschaftler hoffen, bis zu 100.000 Gravitationslinsen zu entdecken, von denen einige noch tiefere Geheimnisse über das dunkle Universum enthüllen könnten.
Diese erste Entdeckung eines Einstein-Rings markiert einen wichtigen Meilenstein für Euclid. Sie zeigt die Leistungsfähigkeit dieses Instruments und lässt bedeutende Fortschritte in unserem Verständnis des Universums und seiner unsichtbaren Kräfte erahnen.
Um mehr zu erfahren: Was ist eine Gravitationslinse?
Eine Gravitationslinse ist ein astrophysikalisches Phänomen, bei dem das Licht eines entfernten Objekts durch die Schwerkraft eines massereichen Objekts, das sich zwischen diesem Objekt und dem Beobachter befindet, abgelenkt wird. Diese Lichtverzerrung, die von der allgemeinen Relativitätstheorie Einsteins vorhergesagt wurde, ermöglicht die Beobachtung von Galaxien oder Sternen, die sonst unsichtbar wären.
Wenn ein massereiches Objekt, wie eine Galaxie oder ein Galaxienhaufen, mit einer entfernten Lichtquelle ausgerichtet ist, krümmt seine Schwerkraft die Raumzeit. Diese Krümmung wirkt wie eine Linse, die das Licht des Hintergrundobjekts verstärkt und verzerrt. Je nach Ausrichtung kann dies multiple Bilder, leuchtende Bögen oder sogar einen perfekten Ring, den sogenannten Einstein-Ring, erzeugen.
Gravitationslinsen werden in zwei Kategorien eingeteilt: starke und schwache. Starke Linsen, wie der von Euclid beobachtete Einstein-Ring, erzeugen spektakuläre und leicht sichtbare Verzerrungen. Schwache Linsen hingegen verursachen subtile Verformungen, die statistische Analysen erfordern, um erkannt zu werden.
Diese Phänomene sind wertvolle Werkzeuge für Kosmologen. Sie ermöglichen die Untersuchung der Verteilung der dunklen Materie, die Messung kosmischer Entfernungen und die Überprüfung von Theorien über die Expansion des Universums. Gravitationslinsen bieten somit ein einzigartiges Fenster in die Geheimnisse des unsichtbaren Universums.
Autor des Artikels: Cédric DEPOND
Quelle: Astronomy & Astrophysics