En perfekt Einsteinring har upptäckts med rymdteleskopet Euclid, gömd i galaxen NGC 6505, bara 590 miljoner ljusår från jorden. Ljusringen bildas av gravitationslinsning, där gravitationen från galaxen böjer och fokuserar ljus från en mycket avlägsen bakgrundsgalax. Den här typen av fenomen är sällsynta och vetenskapligt värdefulla – och just denna upptäckt visar att Euclid kommer öka vår förståelse av universum.
Gravitationen formar ljuset och skapar en kosmisk ljusring
En Einsteinring uppstår när ljus från en avlägsen galax böjs på ett sådant sätt att det formar en cirkel av ljus runt en närmare galax i förgrunden. Denna gravitationslinsning, som förutsågs av Albert Einsteins allmänna relativitetsteori, är en följd av att massiva objekt, som galaxer och galaxhopar, kröker rumtiden och därmed också ljusstrålarnas bana. Om ljuskällan, linsen och observatören (i detta fall jorden) är perfekt linjerade, kan resultatet bli en magnifik ljusring.
Den ring Euclid har fångat omges av den elliptiska galaxen i förgrunden, NGC 6505, medan ljuset kommer från en bakgrundsgalax som ligger hela 4,42 miljarder ljusår bort. Den avlägsna galaxen har inte tidigare observerats och saknar ännu ett namn, men ringen som den bildar är ett bevis på hur väl Euclids instrument fungerar. Att något så vackert och ovanligt dolde sig i en välkänd galax har överraskat forskarna och visar att det finns mer att upptäcka även i ”bekanta” delar av rymden. Galaxen NGC 6505 ligger i Drakens stjärnbild, mellan Stora och Lilla björnen.
En upptäckt som öppnar dörrar till nya insikter
Den nyfunna Einsteinringen är inte bara ett visuellt mästerverk – den bär på en vetenskaplig potential. Gravitationslinser som denna ger forskarna möjlighet att studera hur mörk materia och mörk energi påverkar ljuset när det färdas genom universum. Eftersom mörk materia inte avger eller reflekterar ljus kan vi inte observera den direkt. Däremot avslöjar dess gravitationseffekter sig genom hur den böjer ljuset från avlägsna galaxer, vilket gör gravitationslinser till ett ovärderligt verktyg för att förstå detta ämne.
Genom att analysera hur ljuset böjs kan forskare också få en bättre förståelse för universums expansionstakt och dess struktur på stora skalan. Att upptäcka en så perfekt Einsteinring, och dessutom i en närliggande galax, är en sällsynt chans för forskarna att undersöka dessa fenomen i detalj.
Upptäckten är särskilt betydelsefull för Euclids uppdrag
Det faktum att denna ring upptäcktes redan under de första månaderna av Euclids uppdrag är ett tecken på att teleskopet är välkalibrerat och redo att leverera viktiga data under de kommande åren. Euclid är designat för att skapa den mest omfattande tredimensionella kartan över universum någonsin, genom att observera miljarder galaxer och undersöka både stark och svag gravitationslinsning.
Stark gravitationslinsning, som skapar tydliga ljusringar som denna, är förhållandevis sällsynt. Fram tills nu har färre än 1000 starka linser identifierats, och ännu färre har observerats med den höga upplösning som Euclid erbjuder. Men Euclid förväntas hitta så många som 100 000 starka linser under sitt sexåriga uppdrag – vilket betyder att vi bara sett början av vad teleskopet kan avslöja.
Dess huvudsakliga uppdrag är dock att identifiera de mer subtila effekterna av svag gravitationslinsning, där ljuset från avlägsna galaxer endast blir lätt förvrängt. För att göra detta krävs noggrann analys av miljarder galaxer, och Euclid har redan börjat kartlägga dessa sedan februari 2024. Den data som samlas in kommer att ge forskarna en ny förståelse för hur universum har utvecklats sedan dess födelse för nästan 14 miljarder år sedan.
Euclid – rymdteleskopet som avslöjar universums största hemligheter
Euclid är ett rymdteleskop utvecklat av Europeiska rymdorganisationen (ESA) för att ta itu med några av de mest grundläggande och obesvarade frågorna inom kosmologi: vad är mörk energi, vad är mörk materia, och hur har universum expanderat genom sin historia? Det sköts upp den 1 juli 2023 ombord på en SpaceX Falcon 9-raket från Cape Canaveral i Florida.
Med en längd på 4,5 meter, en diameter på 3,1 meter och en vikt på cirka två ton är Euclid utrustat för att genomföra ett av de mest ambitiösa rymduppdragen hittills. Primärspegeln har en diameter på 1,2 meter, vilket möjliggör detaljerade observationer av galaxer och universums storskaliga struktur.
Uppdragets syfte: Att svara på de stora kosmiska frågorna
Euclid är särskilt utformat för att undersöka frågor som exmpelvis:
- Vad är den kosmiska webben, och hur har den utvecklats?
Den kosmiska webben är det nätverk av galaxer och galaxhopar som sträcker sig genom universum, sammankopplade av mörk materia. Genom att studera dess struktur kan vi förstå hur materia har fördelats och utvecklats sedan Big Bang. - Vad är mörk materia?
Mörk materia utgör cirka 27 procent av universum, men dess exakta natur är fortfarande okänd. Euclid kommer att kartlägga hur mörk materia påverkar gravitationen och därigenom påverkar universums struktur. - Hur har universum expanderat över tid?
Genom att mäta avståndet till miljarder galaxer och studera deras rörelser kan forskarna få en djupare förståelse för hur universum har expanderat och hur denna expansion accelereras av mörk energi. - Vad är mörk energi?
Mörk energi, som tros stå för cirka 68 procent av universums innehåll, är en av de största gåtorna inom kosmologi. Euclid kommer att undersöka hur denna mystiska kraft påverkar den pågående expansionen av rymden. - Är vår förståelse av gravitation korrekt?
Genom att noggrant observera gravitationseffekter på stora avstånd kommer Euclid att testa om Einsteins allmänna relativitetsteori håller även på kosmisk skala eller om modifierade gravitationsteorier kan vara mer träffsäkra.
Instrument och observationstekniker
För att besvara dessa frågor använder Euclid instrument som är utformade för att studera stora delar av himlen med hög precision:
- VIS-instrumentet (Visible Imaging Channel) – tar högupplösta bilder i synligt ljus för att studera galaxernas former och spåra hur gravitation påverkar deras ljus.
- NISP (Near Infrared Spectrometer and Photometer) – observerar galaxer i infrarött ljus för att mäta deras avstånd och rörelser genom universum.
Även om gravitationslinsning inte är ett självändamål för uppdraget, är det en viktig metod för att undersöka både mörk materia och mörk energi. Svag gravitationslinsning – där ljuset från avlägsna galaxer endast förvrängs lite grand av gravitationen från mörk materia – kommer att vara en av de centrala teknikerna för att kartlägga den kosmiska webben.
Läs mer om upptäckten i artikeln Euclid: A complete Einstein ring in NGC 6505 i Astronomy & Astrophysics, publiceraf den 10 februari 2025
Läs gärna Auroras artikel Äntligen en liten galax upptäckt nära Big Bang som berättar om hur den lilla galaxen – Firefly Sparkle – från det tidiga universum upptäcktes med hjälp av en galaxhop som fungerade som gravitationslins. Upptäckten gjordes med James Webb-teleskopet.
