Zdjęcia wykonane przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) ukazały najdalszy w historii przykład „pierścienia Einsteina”. Rekordowe halo wypaczonego światła, które znajduje się w odległości aż 21 miliardów lat świetlnych, jest niezwykle doskonałe i otacza tajemniczo gęstą galaktykę.
Pierścień Einsteina to zniekształcony obraz bardzo odległego obiektu, powstały wskutek soczewkowania grawitacyjnego. Takie obrazy powstają w sytuacji, w której między odległym obiektem, a obserwatorem na Ziemi znajduje się jeszcze jeden masywny obiekt. Grawitacja tego obiektu zakrzywia czasoprzestrzeń, przez co skupia promienie obiektu znajdującego się za nim na obserwatorze na Ziemi. Dzięki temu jesteśmy w stanie zobaczyć obiekt pozornie zasłonięty przez obiekt pierwszego planu. Zjawisko soczewkowania grawitacyjnego zostało przewidziane przez Alberta Einsteina jako skutek ogólnej teorii względności.
Można powiedzieć zatem, że grawitacja obiektu na pierwszym planie działa niczym soczewka skupiająca na nas promienie biegnące od obiektu znajdującego się dokładnie za nim. Choć obraz ten jest zniekształcony, to w ostatnich latach naukowcy, analizując rozkład ciemnej materii w obiekcie pierwszego planu, nauczyli się odtwarzać właściwy obraz soczewkowanego obiektu. Warto zauważyć, że samo zjawisko soczewkowania grawitacyjnego sprawia, że obiekt soczewkowany obserwowany na Ziemi jest jaśniejszy, niż gdyby obiektu pierwszego planu nie było. W efekcie astronomowie czasami są w stanie w soczewce zobaczyć obiekt, którego bez soczewki nie byliby w stanie dostrzec, bowiem byłby za ciemny.
Co do zasady obiekty soczewkowane obserwujemy jako łuki rozciągające się wokół obiektu soczewkującego. Jeżeli jednak obiekt soczewkowany znajduje się wprost idealnie za soczewką, czasami jesteśmy w stanie zobaczyć prawdziwy pierścień Einsteina, czyli okręg światła otaczający obiekt soczewkujący.
W najnowszym artykule zaakceptowanym do publikacji w periodyku naukowym Nature Astronomy naukowcy opisują odkrycie pełnego pierścienia Einsteina skatalogowanego pod numerem JWST-ER1 i dostrzeżonego w ramach przeglądu, którego celem było stworzenie szczegółowej mapy 500 000 galaktyk w ciągu jednej, ciągłej 200-godzinnej sesji obserwacyjnej.
Patrząc na zdjęcie, widzimy dwa istotne komponenty. W centrum obiektu widzimy JWST-ER1g, czyli kompaktową galaktykę, która jest tutaj obiektem soczewkującym znajdującym się bliżej nas. Wokół tego obiektu rozciąga się JWST-ER1r, zniekształcony obraz odległej galaktyki znajdującej się za nią. Wstępne szacunki mówią, że soczewka znajduje się 17 miliardów lat świetlnych od Ziemi, a obiekt soczewkowany 21 miliardów lat świetlnych od nas. To naprawdę imponujące liczby, bowiem dotychczasowym rekordzistą, tj. najdalszym obiektem soczewkującym była galaktyka znajdująca się 14,7 miliarda lat świetlnych od Ziemi.
Szczegółowa analiza obserwowanego pierścienia pozwoliła ustalić, że galaktyka soczewkująca znajdująca się w środku ma masę 650 miliardów razy większą od masy Słońca. To zaskakująco wysoka wartość jak na rozmiary galaktyki. Trzeba jednak pamiętać, że sporą część tej masy może stanowić niewidoczna i niewykrywalna jak na razie ciemna materia. Możliwe jednak, że w galaktykach takich znajduje się znacznie więcej gwiazd o małej masie, niż się przypuszcza. Jak na razie jednak nie jesteśmy w stanie tego ustalić.
Choć fascynujący, nie jest to pierwszy pierścień Einsteina dostrzeżony przez teleskop Jamesa Webba. Nie zmienia to jednak faktu, że z pewnością ten jest najodleglejszy. Przynajmniej na razie.