Spektakuläres neues "Einstein-Kreuz" entdeckt, das die Raumzeit verformt!
Die allgemeine Relativitätstheorie erklärt die Fähigkeit der Schwerkraft, Licht zu krümmen, wodurch ein "Gravitationslinseneffekt" entsteht. Wissenschaftler haben gerade ein neues "Einstein-Kreuz" beobachtet, ein faszinierendes Phänomen des Lichts.
Eine internationale Gruppe führender Wissenschaftler - Astronomen und Astrophysiker - begann mit der Verfolgung eines reflektierten Lichtereignisses aus einer weit entfernten Galaxie, das sie erstmals im Jahr 2021 aufzeichneten. Nach fast zwei Jahren der Analyse gelang es den Forschern unter der Leitung von Dr. Aleksandar Cikota vom NOIRLab der NSF schließlich, dieses leuchtende Phänomen mit dem sogenannten "Einstein-Kreuz" in Verbindung zu bringen.
Was ist das "Einstein-Kreuz"?
Dies ist eine der Vorhersagen im Zusammenhang mit der allgemeinen Relativitätstheorie, die von dem bekanntesten und beliebtesten Wissenschaftler des 20. Jahrhunderts vorgeschlagen wurde. Es handelt sich um eine Leuchterscheinung, die aus vier perfekten Punkten besteht, die sich in der Raum-Zeit-Kurve spiegeln. Dieses berühmte Lichtphänomen, das seit 1915 in wissenschaftlichen Lehrbüchern zu finden ist, zeigt die Fähigkeit der Schwerkraft, den Weg des Lichts zu krümmen, wenn es sich in der Nähe eines massiven Objekts, z. B. eines Sterns oder eines schwarzen Lochs, bewegt.
Wenn sich das Licht eines fernen Sterns durch den Raum bewegt, kann sein Weg durch ein massives Objekt zwischen dem Stern und dem Beobachter abgelenkt werden. Nach Einsteins Relativitätstheorie krümmt die Masse dieses massiven Objekts die Raumzeit um es herum, was sich auf den Weg des Lichts auswirkt.
Die Gravitationslinsenspektroskopie ermöglichte einzigartige Einblicke in die Astrophysik und Kosmologie, einschließlich der Bestimmung von Galaxienmassenprofilen und der Eingrenzung kosmologischer Parameter.
Die Schwerkraft krümmt das Licht und erzeugt einen "Gravitationslinseneffekt", sodass die Lichtstrahlen über die Entfernung verzerrt werden. Darüber hinaus hat die "Gravitationslinse" die Besonderheit, dass sie das Licht von weiter entfernten Galaxien vergrößert, die sonst zu weit entfernt wären, um im Detail gesehen zu werden.
Die Form, in der dieses Hintergrundlicht auftaucht, variiert; manchmal ist es ein Klecks, ein Ring usw., wenn die Ausrichtung korrekt ist, erhält man vier Lichter, die um das Vordergrundobjekt herum angeordnet sind, das sogenannte Einsteinkreuz.
Das Bild in der Mitte des Kreuzes entspricht dem entfernten Stern, während die anderen drei Bilder an symmetrischen Punkten um das massive Objekt herum angeordnet sind.
Neues "Einstein-Kreuz" gefunden
In der in Science Alert veröffentlichten und in The Astrophysical Journal Letters angenommenen Forschungsarbeit wird erläutert, wie die Wissenschaftler anhand von Daten, die über einen Zeitraum von zwei Jahren mit dem Instrument MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) des Very Large Telescope aufgenommen wurden, nachweisen konnten, dass sie sich tatsächlich in der Nähe eines neuen "Einstein-Kreuzes" befanden.
Das Bild ist klar und zeigt eine massive rote Galaxie im Vordergrund und vier blaue Lichter um sie herum. Es handelt sich um Duplikate einer weiter entfernten linsenförmigen Galaxie.
Dieses "Einsteinsche Kreuz" wurde in DESI-253.2534+26.884 entdeckt. Es handelt sich um ein Doppelsternsystem aus massereichen Sternen, das etwa 10 000 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Die beiden Sterne kreisen sehr nahe beieinander, mit einer Umlaufzeit von nur 2,5 Tagen. Der größere Stern in diesem System ist 100-mal massereicher als unsere Sonne, und der kleinere Stern ist 20-mal massereicher als unsere Sonne.
Wozu dient das "Einstein-Kreuz"?
Das Einstein-Kreuz ist nicht nur ein wunderschönes Lichtspektakel, sondern kann auch dazu beitragen, das Universum besser zu verstehen. Die Ergebnisse des gleichmäßig variierenden Lichts aus der Software GIGA-Len, die von den Astronomen, die das Projekt modellieren, verwendet wird, können zum Verständnis anderer unvollkommener Gravitationslinsen herangezogen werden, wodurch ein langer und mühsamer Prozess beschleunigt wird. GIGA-Len ist ein Rahmenwerk für die Modellierung starker Gravitationslinsen, mit dem sie die Eigenschaften des Systems schnell und genau berechnen können.
"Die Entdeckung des Einstein-Kreuzes zeigt eine vielversprechende Zukunft für die Modellierung starker Linsensysteme, die voraussichtlich im nächsten Jahrzehnt entdeckt werden", sagen die an dieser Forschung beteiligten Wissenschaftler.