A korai adatok tesztelése közben a Euclid tudósai egy ún. Einstein-gyűrűre lettek figyelmesek, amely a gravitációs lencsehatás egyik leglátványosabb példája. Ez a ritka jelenség egy közeli és egy távoli galaxis szinte tökéletes átfedésekor figyelhető meg, különlegességét pedig az adja, hogy kozmikus szomszédságunkban található. Az Einstein-gyűrűk tanulmányozásával a kutatók következtetni tudnak a lencséző galaxis tömegére, beleértve a más módszerekkel nehezen tanulmányozható sötét anyagot is, és ezáltal a Világegyetem fejlődéséről szerezhetnek fontos új ismereteket.
A Euclid projektben a HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpontjának kutatói is részt vesznek a Magyar Tudományos Akadémia (MTA) Lendület programjának támogatásával. “A mi szakterületünk a galaxisok kozmikus hálójának statisztikus vizsgálata, a konzorciumon belül közösségi tudományos programok szervezésében is tevékeny részt vállalunk, lehetőséget teremtve további izgalmas felfedezéseknek nem csak kutatók, hanem önkéntesek által is.” - mondta Kovács András a HUN-REN CSFK tudományos munkatársa, a Euclid Hungary csapatának szakmai koordinátora.
A Euclid 2023. július 1-jén indult el hatéves küldetésére, hogy feltárja a sötét Univerzum titkait. Mielőtt azonban megkezdhette volna a megfigyeléseit, a tudósoknak és mérnököknek ellenőrizniük kellett, hogy minden műszer megfelelően működik-e. Ebben a korai tesztelési szakaszban a Euclid néhány képet küldött vissza a Földre még 2023 szeptemberében. Bár ezek a képek szándékosan életlenek voltak, az egyik homályos felvételen a Euclid tudósa, Bruno Altieri valami különlegeset vett észre, és úgy döntött, hogy közelebbről is megvizsgálja.
„Folyamatosan figyelem a Euclid adatait, ahogy beérkeznek” – magyarázza Bruno. „Már az első megfigyelésnél észrevettem valamit, de amikor a Euclid további felvételeket készített az adott területről, egy tökéletes Einstein-gyűrű bontakozott ki előttünk. Számomra, aki egész életemben a gravitációs lencsézés iránt érdeklődtem, ez lenyűgöző volt.”
Az Einstein-gyűrű, mely egy rendkívül ritka jelenség, nem is volt olyan messze tőlünk: egy közeli galaxisban rejtőzött. Az NGC 6505 nevű galaxis körülbelül 590 millió fényévre található a Földtől – ami kozmikus léptékben mérve „csupán egy karnyújtásnyira” van. Mégis, most először sikerült észlelni a központja körüli fénygyűrűt, hála a Euclid nagy felbontású műszereinek.
A gyűrűt nem maga az előtérben lévő galaxis bocsátja ki, hanem egy még távolabbi, fényesebb galaxis fénye alkotja. Ez a név nélküli, korábban még soha nem észlelt háttér galaxis 4,42 milliárd fényévnyire található, és a fényét az előtérben lévő galaxis gravitációja torzította el, mielőtt elérte volna a Földet. „Az Einstein-gyűrű az erős gravitációs lencsézés egyik példája” – magyarázza Conor O’Riordan, a németországi Max Planck Asztrofizikai Intézet kutatója, valamint az első tudományos tanulmány vezető szerzője, amely ezt a gyűrűt elemzi. „Minden erős gravitációs lencse különleges, mert rendkívül ritka, és tudományos szempontból is rendkívül hasznosak. Ez a konkrét gyűrű pedig azért is különleges, mert nagyon közel van a Földhöz, és az elrendeződése rendkívül látványos.”
Albert Einstein általános relativitáselmélete megjósolta, hogy a fény elhajlik az űrben található objektumok körül, hasonlóan ahhoz, ahogyan egy lencse fókuszálja a fényt. Ez a gravitációs lencsézés annál erősebb, minél nagyobb tömegű az objektum – például egy galaxis vagy galaxishalmaz. Ennek köszönhetően néha olyan távoli galaxisok fényét is láthatjuk, amelyeket egyébként eltakarnának más égitestek.
Ha az átfedés szinte tökéletes, akkor a távoli háttérgalaxis fénye úgy hajlik meg, hogy egy látványos gyűrűt alkot az előtérben lévő objektum körül. Ezek az Einstein-gyűrűk igazi tudományos kincsesbányák. A gravitációs hatásaik tanulmányozása segíthet megérteni az Univerzum tágulását, kimutathatja a láthatatlan sötét anyag és sötét energia hatásait, valamint betekintést nyújthat a háttérben lévő forrásba, amelynek fénye a köztes sötét anyag miatt hajlik meg.
„Nagyon izgalmasnak találom, hogy ezt a gyűrűt egy olyan jól ismert galaxisban fedezték fel, amelyet már 1884-ben azonosítottak” – mondja Valeria Pettorino, az ESA Euclid-projektjének tudományos vezetője. „Ez a galaxis már régóta ismert a csillagászok számára. Mégis, ezt a gyűrűt soha nem vették észre korábban. Ez is bizonyítja, milyen hatékony eszköz a Euclid – képes új dolgokat felfedezni még ott is, ahol azt hittük, hogy már mindent ismerünk. Ez a felfedezés rendkívül biztató az Euclid küldetésének jövőjére nézve, és megmutatja a teleszkóp lenyűgöző képességeit.”
Az Univerzum tágulásának és fejlődésének vizsgálatával a Euclid többet fog elárulni a gravitáció szerepéről, valamint a sötét energia és a sötét anyag természetéről, mint amit eddig tudtunk. A teleszkóp az égbolt több mint egyharmadát térképezi fel, és akár 10 milliárd fényévre lévő galaxisokat is megfigyel. Becslések szerint körülbelül 100 000 Einstein-gyűrűt fog találni, de egy ennyire látványos – és ennyire közeli – gyűrű felfedezése egészen elképesztő. Eddig kevesebb mint 1000 erős gravitációs lencsét ismertünk, és ezek közül is csak nagyon keveset sikerült nagy felbontásban megörökíteni.
„A Euclid forradalmasítani fogja ezt a kutatási területet, hiszen olyan adatokkal fog szolgálni, amelyekhez eddig nem volt hozzáférésünk” – teszi hozzá Conor.
Bár ez az Einstein-gyűrű lenyűgöző, a Euclid fő célja az úgynevezett gyenge gravitációs lencsézés finomabb hatásainak vizsgálata. Ebben az esetben a háttérgalaxisok csupán enyhén tűnnek eltorzultnak vagy elmozdultnak, és ennek az apró lencsehatásnak a statisztikus kimutatásához a tudósoknak legalább egymilliárd galaxist kell elemezniük. A Euclid 2024. február 14-én kezdte meg az égbolt részletes feltérképezését, és fokozatosan alkotja meg az Univerzum eddigi legátfogóbb 3D térképét. Egy ilyen fantasztikus felfedezés már a küldetés korai szakaszában azt jelzi, hogy a Euclid még sok rejtett titkot fog feltárni.