حلقه آینشتین که در بالا مشاهده میشود، مانند تمام حلقههای آینشتین، سه بخش دارد. در پیشزمینه، یک شیء عظیم دور مانند یک کهکشان یا خوشه کهکشانی قرار دارد. در پسزمینه، در فاصلهای بسیار دورتر، یک ستاره یا کهکشان دیگری دیده میشود. ما مشاهدهکنندگان، سومین بخش هستیم و برای اینکه یک حلقه آینشتین ظاهر شود، تمام سه بخش باید کاملاً همراستا باشند.
حلقه آینشتین (ER) از طریق عدسیگری گرانشی عمل میکند. شیء عظیم در پیشزمینه گرانش بسیار قدرتمندی دارد که باعث خم شدن فضا-زمان میشود، به این معنی که نور از شیء دوردست مسیری منحنی را دنبال میکند. نور بزرگنمایی شده و به شکل یک دایره در میآید. حلقههای آینشتین از لحاظ بصری جالب هستند، اما آنها همچنین ابزارهای علمی قدرتمندی هستند که به طور طبیعی به وجود میآیند. “تمام عدسیهای قوی خاص هستند، زیرا بسیار نادرند و از نظر علمی بینهایت مفید هستند.
” کنور آریوردان، موسسه ماکس پلانک برای فیزیک نجومی، آلمان در این حلقه آینشتین، شیء عظیم در پیشزمینه کهکشان NGC ۶۵۰۵ است که فضا-زمان اطراف خود را خم میکند. این کهکشان منحصر به فرد نیست — فقط به طوری تصادفی عظیم است و حدود ۶۰۰ میلیون سال نوری از ما فاصله دارد. کهکشان پسزمینه نیز بهویژه خاص نیست. فاصلهاش ۴.۴۲ میلیارد سال نوری است، تاکنون دیده نشده و حتی نامی ندارد. ما فقط به دلیل همراستایی بین این دو کهکشان و ما آن را میبینیم. آژانس فضایی اروپا (ESA) در تیر ۱۴۰۲ فضاپیمای اقلیدس را پرتاب کرد و هدف آن اندازهگیری سرخشدگی کهکشانها است.
با انجام این کار، میتواند انبساط کیهان را اندازهگیری کند تا شاید بتوانیم در درک انرژی تاریک و ماده تاریک پیشرفت کنیم. پس از پرتاب، یوکلیید وارد فاز آزمایشی شد و تصاویری برای ما ارسال کرد. به دلایل آزمایشی، این تصاویر عمداً تار بودند.
برونو آلتیر، یکی از دانشمندان تیم اقلیدس، فکر کرد که چیزی غیرعادی در یکی از تصاویر دیده است. “من دادهها را از اقلیدس وقتی که وارد میشود نگاه میکنم.” برونو در یک بیانیه مطبوعاتی توضیح داد. “حتی از همان اولین مشاهدات، میتوانستم آن را ببینم، اما پس از اینکه اقلیدس مشاهدات بیشتری از آن ناحیه انجام داد، توانستیم یک حلقه آینشتین کامل ببینیم. برای من که علاقهمند به عدسیگری گرانشی هستم، این شگفتانگیز بود.” منجمان کهکشان NGC ۶۵۰۵، کهکشان پیشزمینه، را بارها مشاهده کردهاند، اما هیچوقت حلقه را ندیده بودند. پس از اینکه آلتیر حلقه را دید، ابزارهای با وضوح بالای اقلیدس تصاویر پیگیری از آن را با فوکوس روی حلقه ثبت کردند.
این ابزارها VIS، دوربین نور مرئی، و NISP، طیفسنج و فوتومتر نزدیک-مادون قرمز هستند. “این نشان میدهد که اقلیدس چقدر قدرتمند است، چیزهای جدیدی را حتی در مکانهایی که فکر میکردیم به خوبی میشناسیم، پیدا میکند.” والریا پتوینو، دانشمند پروژه اقلیدس آژانس فضایی اروپا “برای من خیلی جالب است که این حلقه در یک کهکشان شناختهشده مشاهده شد که اولین بار در سال ۱۲۶۳ کشف شده بود.” والریا پتوینو، دانشمند پروژه اقلیدس آژانس فضایی اروپا میگوید. “این کهکشان مدتهاست که توسط منجمان شناخته شده است. و با این حال، این حلقه هرگز قبل از این مشاهده نشده بود. این نشان میدهد که اقلیدس چقدر قدرتمند است، چیزهای جدیدی را حتی در مکانهایی که فکر میکردیم به خوبی میشناسیم، پیدا میکند.
این کشف برای آینده مأموریت اقلیدس بسیار امیدوارکننده است و تواناییهای شگفتانگیز آن را نشان میدهد.” تحقیقات مبتنی بر یافتههای اقلیدس در مجله نجوم و فیزیک نجومی منتشر شد. عنوان آن “اقلیدس: یک حلقه آینشتین کامل در NGC ۶۵۰۵” است. نویسنده اصلی کنور آریوردان از موسسه ماکس پلانک برای فیزیک نجومی در آلمان است. “حلقه آینشتین یک نمونه از عدسیگری گرانشی قوی است.” آریوردان توضیح داد. “تمام عدسیهای قوی خاص هستند، زیرا بسیار نادرند و از نظر علمی بینهایت مفید هستند. این یکی به ویژه خاص است، زیرا به زمین بسیار نزدیک است و همراستایی آن آن را بسیار زیبا میکند.” “ترکیب سرخشدگی پایین کهکشان عدسی، روشنایی کهکشان منبع و کامل بودن حلقه این عدسی را به یک عدسی قوی استثنایی تبدیل میکند که تا پیش از مشاهده آن توسط اقلیدس شناسایی نشده بود.” نویسندگان در مقاله خود مینویسند.
محققان از ابزارهای اقلیدس و تصویربردار شبکه کیهانی کِک (KCWI) برای مشاهده حلقه استفاده کردند. “تصویرگری اقلیدس، به ویژه، یکی از بالاترین نسبت سیگنال به نویز مشاهدات نوری/نزدیک مادون قرمز یک عدسی گرانشی قوی تا به امروز را ارائه میدهد.” عدسیهای قوی مانند این امکان مطالعه کهکشان پسزمینه را فراهم میکنند که در غیر این صورت ممکن نمیشد. این عدسیها همچنین اطلاعاتی درباره انبساط کیهان، انرژی تاریک و ماده تاریک دارند.
“عدسیهای قوی میتوانند به عنوان ‘تلسکوپهای کیهانی’ برای دستیابی به وضوح فضایی بالاتر هنگام مطالعه منابع عدسیشده و آزمایش نسبیت عمومی استفاده شوند.” نویسندگان در تحقیق خود توضیح میدهند.
نویسندگان همچنین اشاره میکنند و می نویسند. که مطالعه خود عدسی نیز مفید است. “رایجترین کاربرد عدسیگری گرانشی مقیاس کهکشان در مطالعه خود عدسی است که اغلب یک کهکشان نوع اول (ETG) است.”
تمام کهکشانهای بیضوی به عنوان کهکشانهای نوع اول در نظر گرفته میشوند. “عدسیهای با سرخشدگی پایین به طور ذاتی نادرند زیرا حجم بسیار کمی در سرخشدگی پایین وجود دارد.” محققان در مقاله خود توضیح میدهند. “اینکه ما یکی را در اوایل مأموریت یوکلیید مشاهده کردیم غیرقابل توجه است، اما اینکه این یک عدسی قوی آشکار باشد، بسیار استثنایی است.”
مأموریت اقلیدس قرار است شش سال طول بکشد. محققان میگویند که اگرچه فضاپیما در طول مأموریت خود حلقههای آینشتین بیشتری پیدا خواهد کرد، ممکن است هرگز حلقهای مشابه این پیدا نکند. “ویژگی استثنایی عدسی آلتیر به این معنی است که بعید است اقلیدس عدسی دیگری با سرخشدگی پایین z<۰.۰۵ و حلقهای به درخشانی آنچه که اینجا مشاهده شده پیدا کند.” آنها توضیح میدهند.
سرخشدگی پایین این عدسی آن را از نظر علمی بسیار ارزشمند میکند. تنها پنج عدد دیگر با سرخشدگی پایین مشابه دارند. “عدسیهای قوی با سرخشدگی پایین دارای شعاعهای آینشتین کوچکی هستند که به طور فیزیکی اجازه مطالعه دقیق ساختار و ترکیب ناحیه مرکزی کهکشان را میدهند.” نویسندگان مینویسند. محققان توانستند سرعت خاص کهکشان عدسی را تعیین کنند که گامی مهم در درک انبساط کیهان، ماده تاریک و انرژی تاریک است. آنها همچنین توانستند پروفایل نوری آن را به طور دقیق مدلسازی کنند.
