Ny upptäckt av Einsteins kors avslöjar jättelik mörk materia-halo
Astronomer med hjälp av Hubble-rymdteleskopet har upptäckt ett nytt Einsteins kors, ett gravitationslinsfenomen som blottar en massiv mörk materia-halo runt en avlägsen galax. Denna sällsynta fyrdubbla bild av en kvasar ger färsk evidens om mörk materias utbredning. Forskningen, ledd av forskare från Spaniens Instituto de Astrofísica de Canarias, publiceras i Nature Astronomy.
Det nyidentifierade Einsteins kors, ett slående exempel på allmän relativitetsteori i aktion, upptäcktes genom observationer med NASAs Hubble-rymdteleskop. Namngivet efter Albert Einsteins förutsägelse om ljusets böjning av gravitation, visar denna konfiguration en avlägsen kvasar som framträder som fyra distinkta bilder på grund av den gravitationsmässiga dragningen från en förgrundsgalax som fungerar som lins.
Linsgalaxen, belägen vid en rödförskjutning på 0.94, förvränger rumtiden tillräckligt för att multiplicera bilden av bakgrundskvasaren vid rödförskjutning 1.73. Forskare fann att denna linsning avslöjar en mörk materia-halo runt galaxen långt större än väntat – ungefär sju gånger storleken på en typisk halo för ett sådant system. "Det här är första gången vi har sett en så utsträckt mörk materia-halo i ett Einsteins kors", sade huvudforskaren Sherry Suyu vid Instituto de Astrofísica de Canarias.
Upptäckten bygger på det ursprungliga Einsteins kors som hittades 1985 i stjärnbilden Pegasos. Till skillnad från det ger denna nya variant tydligare data om mörk materians fördelning tack vare dess inriktning och kvasarens ljusstyrka. Teamet kombinerade Hubble-bilder med markbaserad spektroskopi för att kartlägga halons struktur och bekräftade att dess massa sträcker sig långt bortom de synliga stjärnorna och gasen.
Mörk materia, som utgör cirka 85% av universums materia, förblir osynlig men påverkar gravitationen på kosmiska skalor. Detta fynd stöder modeller där mörk materia-halon omsluter galaxer och bidrar till deras bildning och stabilitet. Dock väcker halons ovanliga storlek frågor om hur sådana strukturer utvecklas över miljarder år.
Studien belyser Hubbles bestående roll i att utforska det osynliga universum, även när nyare teleskop som James Webb-rymdteleskopet förbereder sig för djupare blickar. Suyu noterade: "Dessa linser är naturliga teleskop som förstorar avlägsna objekt och lär oss om osynlig materia." Forskningen involverade internationellt samarbete, inklusive bidrag från Max Planck-institutet för astrofysik.
Medan de exakta koordinaterna för det nya korset placerar det på norra himlen, tillgängligt från observatorier världen över, sträcker sig implikationerna till bredare kosmologi. Det understryker att mörk materia-halon kan vara mer utbredda i vissa miljöer, vilket potentiellt förfinar simuleringar av galaxers tillväxt.