Bilder, die ich gemacht habe James Webb-Weltraumteleskop (JWST) hat das am weitesten entfernte Beispiel eines „Einstein-Rings“ aller Zeiten enthüllt. Der rekordverdächtige Halo aus verzerrtem Licht, 21 Milliarden Lichtjahre entfernt, ist ungewöhnlich perfekt und umgibt eine dichte, mysteriöse Galaxie.
Ein Einstein-Ring ist eine äußerst seltene Art von gravitationslinsenförmigem Objekt, das erstmals von vorhergesagt wurde Albert Einstein‚S Relativitätstheorie. Gravitationslinsen treten auf, wenn es massiv ist Schwere eines massiven Objekts im Vordergrund, beispielsweise eines Galaxienhaufens oder eines Galaxienhaufens schwarzes Loch, Raumzeit verzerrt sich um sich selbst; Licht von entfernten Objekten wie Galaxien oder Supernovae, das diese verzerrte Raumzeit passiert, erscheint von unserem Standpunkt auf der Erde aus ebenfalls gebeugt und verzerrt.
Dieser Effekt verstärkt auch das Licht eines Objekts, das der Linse ausgesetzt ist, ähnlich wie eine Lupe, sodass Astronomen entfernte Objekte detaillierter untersuchen können, als dies normalerweise möglich ist. Die meisten Objekte haben eine Gravitationslinse Bilden Sie Bögen oder Teilringe das das Vordergrundobjekt umgibt. Ein echter Einstein-Ring bildet jedoch einen vollständigen Kreis um das nächstgelegene Objekt, was nur möglich ist, wenn das entfernte Objekt, das Vordergrundobjekt und der Beobachter perfekt ausgerichtet sind.
In einer neuen Studie, die am 14. September auf einen Preprint-Server hochgeladen wurde arXiv Forscher, die zur Veröffentlichung in der Zeitschrift Nature Astronomy angenommen wurden, entdeckten im Inneren einen neuen seltsamen kreisförmigen Einstein-Ring namens JWST-ER1 Cosmos Online-Umfrageeine detaillierte Karte von mehr als 500.000 Galaxien, die während der 200-stündigen kontinuierlichen Beobachtungen des JWST erfasst wurden.
JWST-ER1 besteht aus zwei Teilen: JWST-ER1g, einer kompakten Galaxie, die im Vordergrund als Linsenobjekt fungiert; und JWST-ER1r, Licht einer weiter entfernten Galaxie, die den hellen Ring bildet. JWST-ER1g befindet sich etwa 17 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt, während JWST-ER1r weitere 4 Milliarden Lichtjahre entfernt ist. Laut Reuters war das bisher am weitesten entfernte Linsenobjekt, das jemals entdeckt wurde, etwa 14,7 Milliarden Lichtjahre entfernt. BigThink.com. (Während Alter des Universums (Schätzungsweise vor etwa 13,7 Milliarden Jahren bedeutet die fortschreitende Expansion des Universums, dass das Licht der ältesten Objekte viel weiter zurücklegen müsste, um unsere Teleskope zu erreichen.)
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Dank des vollständigen Rings von JWST-ER1 berechneten die Forscher die Masse der linsenförmigen Galaxie, indem sie sahen, wie stark die Raumzeit um sich selbst verzerrt ist. Dabei zeigte sich, dass die Galaxie eine Masse hat, die der von etwa 650 Milliarden Sonnen entspricht, was sie für ihre Größe ungewöhnlich dicht macht. Ein Teil dieser zusätzlichen Masse kann durch erklärt werden Dunkle MaterieEs ist die geheimnisvolle und unsichtbare Substanz, die etwa 85 % der Materie im Universum ausmacht. Aber selbst dann ist es unwahrscheinlich, dass es genügend Sterne gibt, um die restliche Schwerkraft der Galaxie abzudecken, so die Berechnungen der Forscher.
„Zur Erklärung der Linsenergebnisse ist zusätzliche Masse erforderlich“, schrieben die Forscher in ihrer Arbeit, aber es ist nicht ganz klar, um welche Masse es sich handelt.
Andere Galaxien sind ähnlich alt und gleich dicht Es wurde bereits zuvor enthülltDas deutet darauf hin, dass diese alten Sternenfabriken etwas gemeinsam haben, das sie so massiv macht. Eine Erklärung ist, dass diese Galaxien viel mehr Dunkle Materie enthalten als erwartet, während eine andere Theorie besagt, dass in ihnen möglicherweise mehr Sterne mit geringer Masse lauern als in jüngeren Galaxien. Um das herauszufinden, bedarf es jedoch noch weiterer Arbeit.
Dies ist nicht der erste echte Einstein-Ring, der vom James Webb-Weltraumteleskop beobachtet wurde. Im September 2022 entdeckte ein Reddit-Benutzer a Ein perfekt kreisförmiger Lichtring Aus der Galaxie JO418, die etwa 12 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt ist und eine nähere Galaxie umkreist.
Auch das James-Webb-Weltraumteleskop nutzte die Gravitationslinse, um das Bild aufzunehmen Der am weitesten entfernte Stern, der jemals entdeckt wurde Und Eine der ältesten Galaxien im Universum.
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