Euclid wysadził sześcioletnią misję eksploracji Dark Universe 1 lipca 2023 r., Zanim statek kosmiczny mógł rozpocząć ankietę, zespół naukowców i inżynierów na Ziemi musiał się upewnić, że wszystko działa poprawnie. Podczas tej wczesnej fazy testowania we wrześniu 2023 r. Euclid wysłał kilka zdjęć z powrotem na Ziemię. Byli celowo nieokreślonymi, ale na jednym rozmytym obrazie naukowiec Euclid Archive Bruno Altieri widział cień specjalnego zjawiska i postanowił przyjrzeć się bliżej.
„Patrzę na dane z Euclid, jak się pojawia” – wyjaśnia Bruno. „Nawet od pierwszej obserwacji mogłem to zobaczyć, ale po tym, jak Euclid dokonał więcej obserwacji tego obszaru, mogliśmy zobaczyć idealny pierścień Einstein. Dla mnie, z całego życia zainteresowaniem soczewką grawitacyjną, to było niesamowite”.
Pierścień Einsteina, niezwykle rzadkie zjawisko, okazało się, że ukrywa się na galaktyce niedaleko. Galaktyka, zwana NGC 6505, pochodzi około 590 milionów lat świetlnych od Ziemi, rzut kamieniem w kategoriach kosmicznych. Ale po raz pierwszy wykryto pierścień światła otaczającego jego centrum, dzięki instrumentom o wysokiej rozdzielczości Euclida.
Pierścień wokół galaktyki na pierwszym planie składa się z światła z dalszej jasnej galaktyki. Ta galaktyka tła ma 4,42 miliarda lat świetlnych, a jej światło zostało zniekształcone przez grawitację w drodze do nas. Odległej galaktyki nie była wcześniej obserwowana i nie ma jeszcze nazwy.
„Pierścień Einsteina jest przykładem silnego soczewki grawitacyjnej”, wyjaśnia Conor O'Riordan, Maxa Plancka Instytutu Astrophysics, Niemcy i głównego autora pierwszego artykułu naukowego analizującego pierścień. „Wszystkie mocne soczewki są wyjątkowe, ponieważ są tak rzadkie i są niezwykle przydatne naukowo. Ten jest szczególnie wyjątkowy, ponieważ jest tak blisko ziemi, a wyrównanie czyni go bardzo pięknym”.
Ogólna teoria względności Alberta Einsteina przewiduje, że światło pochyli się wokół przedmiotów w przestrzeni, tak że skupiają światło jak gigantyczna soczewka. Ten efekt soczewki grawitacyjnej jest większy dla bardziej masywnych obiektów – galaktyk i klastrów galaktyk. Oznacza to, że czasami widzimy światło z odległych galaktyk, które w innym przypadku byłyby ukryte.
Jeśli wyrównanie jest w sam raz, światło z odległego źródła galaktyki wygina się, tworząc spektakularny pierścień wokół obiektu pierwszego planu. Te pierścienie Einstein są bogatym laboratorium dla naukowców. Badanie ich efektów grawitacyjnych może pomóc nam dowiedzieć się o ekspansji wszechświata, wykryć skutki niewidzialnej ciemnej materii i ciemnej energii oraz zbadać źródło tła, którego światło jest zgięte przez ciemną materię między nami a źródłem.
„Uważam za bardzo intrygujące, że ten pierścień zaobserwowano w dobrze znanej galaktyce, która została po raz pierwszy odkryta w 1884 r.”-mówi Valeria Pettorino, naukowiec z projektu Euclid. „Galaktyka jest znana astronomom od bardzo dawna. A jednak ten pierścień nigdy wcześniej nie zaobserwowano. To pokazuje, jak potężny jest Euclid, znajdowanie nowych rzeczy, nawet w miejscach, które, jak sądziliśmy, wiedzieliśmy dobrze. To odkrycie jest bardzo zachęcające na przyszłość misji Euclid i pokazuje jej fantastyczne możliwości ”.
Badając, w jaki sposób wszechświat rozszerzył się i powstał w swojej kosmicznej historii, Euclid ujawni więcej o roli grawitacji i naturze ciemnej energii i ciemnej materii. Teleskop kosmiczny mapuje ponad jedną trzecią nieba, obserwując miliardy galaktyk do 10 miliardów lat świetlnych. Oczekuje się, że znajdzie około 100 000 mocnych soczewek, ale znalezienie takiego, który jest tak spektakularny – i tak blisko domu – jest zadziwiający. Do tej pory znane było mniej niż 1000 mocnych soczewek, a nawet mniej obrazowano w wysokiej rozdzielczości.
„Euclid zrewolucjonizuje pole, z wszystkimi tymi danymi, których nigdy wcześniej nie mieliśmy” – dodaje Conor.
Chociaż ten pierścień Einstein jest oszałamiający, głównym zadaniem Euclida jest poszukiwanie bardziej subtelnych skutków słabego soczewki grawitacyjnej, w którym galaktyki tła wydają się tylko nieco rozciągnięte lub wyparte. Aby wykryć ten efekt, naukowcy będą musieli przeanalizować miliardy galaktyk. Euclid rozpoczął szczegółowe badanie nieba 14 lutego 2024 r. I stopniowo tworzy jak dotąd najszerszą mapę 3D wszechświata. Takie niesamowite znalezisko, tak na początku swojej misji, oznacza, że Euclid jest na bieżąco, aby odkryć wiele innych ukrytych tajemnic.