Гравитационная линза как ювелир: «Уэбб» заглядывает в сердце уникального квазара RX J1131-1231

Телескоп «Джеймс Уэбб» вновь удивляет нас взглядом в глубины космоса. На этот раз в объективе — квазар RX J1131-1231, расположенный в шести миллиардах световых лет от Земли. Но вместо ожидаемой светящейся точки телескоп запечатлел причудливую картину: изгибающуюся дугу света, украшенную четырьмя яркими образованиями. Это не дефект оптики, а результат работы самой природы — гравитационного линзирования.

В чем же секрет этого необычного явления? Еще сто лет назад Альберт Эйнштейн предсказал, что гравитация способна не только удерживать планеты на орбитах, но и изменять путь самих лучей света. Этот эффект, называемый гравитационным линзированием, проявляется в присутствии особенно массивных объектов, например скоплении галактик. Они словно гигантские космические линзы, искажающие проходящий сквозь них свет далеких объектов.

И вот галактика оказалась на пути света от квазара RX J1131-1231 к Земле. Она и стала той самой «линзой», которая создала на снимке «Уэбба» это необычное изображение. Проходя мимо неё, свет от квазара не движется по прямой, а огибает ее, изменяя свое направление. В результате наблюдатель с Земли видит не сам квазар, а его искаженное и многократно усиленное изображение.

Получается своеобразный космический мираж. Но в отличие от миражей в пустыне, гравитационные линзы — не иллюзия, а реальный физический феномен, который несет в себе ценнейшую информацию о Вселенной.

Так, изучая характеристики искаженного изображения квазара RX J1131-1231, астрономы могут «взвесить» галактику-линзу и определить распределение в ней темной материи — таинственной субстанции, не испускающей и не поглощающей свет, но обладающей гравитацией.

Гравитационная линза не только искажает изображение квазара, но и усиливает его свет. Это дает уникальную возможность заглянуть в самое сердце квазара, где бушует сверхмассивная черная дыра. Изучая рентгеновское излучение, исходящее из этой области, ученые смогли определить, что черная дыра вращается с невероятной скоростью, превышающей половину скорости света!

Скорее всего, эта черная дыра достигла таких «оборотов» не путем медленного накопления массы, а в результате поглощения других черных дыр. Это открытие чрезвычайно важно для понимания того, как формировались и эволюционировали сверхмассивные черные дыры в юной Вселенной.

Именно поэтому снимок «Уэбба», запечатлевший гравитационно линзированный квазар RX J1131-1231, далеко не просто красивая картинка. Это еще один шаг к разгадке тайн космоса. Это уникальный ключ к пониманию фундаментальных законов природы, структуры Вселенной и эволюции самых загадочных ее объектов. И телескоп «Джеймс Уэбб», благодаря своей невероятной чувствительности и разрешению, дает нам возможность воспользоваться этим ключом.