Коли телескопи пильно вдивляються у безмежний простір Всесвіту, інколи вони стають свідками дивовижних природних явищ, що збільшують далекі космічні об’єкти. Нещодавно космічний телескоп Джеймса Вебба (James Webb Space Telescope), найпередовіша орбітальна обсерваторія, що працює в інфрачервоному діапазоні та здатна зазирнути у найглибші куточки космосу, зафіксував вісім таких галактик. Вони постають на зображеннях розтягнутими, спотвореними або навіть вигнутими в ідеальні кола, створюючи неймовірні видовища, гідні окремого вивчення.
Ці незвичайні форми не є оптичною ілюзією чи похибкою камер. Вони спричинені грандіозним космічним ефектом, відомим як гравітаційне лінзування, що перетворює надмасивні галактики на природні збільшувальні скельця. Уявіть простір як еластичну тканину. Коли на цій тканині розташовується величезний об’єкт, такий як зоряна система, він викривляє навколишній простір. Коли світло від ще більш віддаленої галактики проходить крізь цей викривлений простір, його шлях згинається. За належного розташування, світло цієї фонової галактики викривляється, утворюючи дуги або кільця.
Це явище може створити сяюче світлове коло, назване кільцем Айнштайна, на честь видатного Альберта Айнштайна. Цей німецький фізик-теоретик, автор теорії відносності, понад століття тому передбачив цей дивовижний феномен. Щоправда, часткові дуги та кільця трапляються значно частіше.
Гравітаційне лінзування: вікно у минуле Всесвіту
Гравітаційне лінзування допомагає астрономам бачити далі та чіткіше, ніж будь-коли раніше. Ці космічні “лінзи” збільшують та посилюють світло від дуже віддалених зоряних систем, які інакше були б невидимими. Вони також дозволяють вченим вимірювати масу галактик, включаючи таємничу темну матерію, яку неможливо спостерігати безпосередньо. Темна матерія — це гіпотетична форма матерії, яка не випромінює світла і не взаємодіє з ним, але її гравітаційний вплив є визначальним для будови Всесвіту.
Ці вражаючі нові зображення глибокого поля галактик отримані в рамках проєкту COSMOS-Web – однієї з наймасштабніших програм спостережень, здійснених за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба. Вчені витратили 255 годин, спрямовуючи телескоп на понад 42 000 галактик, і виявили понад 400 ймовірних прикладів кілець Айнштайна. Вісім із них, представлені на нових знімках, є найяскравішими та найдраматичнішими.
Можливо, найбільш помітним серед них є друге зображення у верхньому ряду. Воно показує галактику COSJ100024+015334, що постає в ідеальному колі, розкриваючи космічну систему такою, якою вона існувала, коли Всесвіту був лише мільярд років – мізерна частка його нинішнього орієнтовного віку, що перевищує 13 мільярдів років.
Переваги JWST перед попередниками
Деякі з цих галактик вже були помічені за допомогою космічного телескопа Габбла (Hubble Space Telescope) – попередника “Вебба”, який десятиліттями був оком людства у космосі. Однак гостріший інфрачервоний зір JWST виявляє подробиці, що досі залишалися прихованими. Інші ж є абсолютно новими відкриттями, зокрема галактики, які набули червоного кольору через значну відстань та вплив космічного пилу.
Рідкісні космічні вирівнювання, що утворюють кільця Айнштайна, надають астрономам унікальну можливість вивчати фундаментальні складові галактик, зоряних скупчень та наднових зірок. Ці своєрідні “вікна” у віддалене минуле дозволяють зрозуміти, як формувалися галактики та як темна матерія впливала на розвиток космічної реальності на її початкових етапах.
