Кольцо Эйнштейна — это редкий тип гравитационно линзированных объектов, который был предсказан теорией относительности Альберта Эйнштейна. Гравитационное линзирование происходит, когда гравитация массивного объекта, такого как скопление галактик или чёрной дыры, искривляет пространство-время вокруг себя и свет, излучаемый более дальними объектами, такими как галактики или сверхновые, проходящий через это искривлённое пространство-время, кажется наблюдателю изогнутым и искажённым.
Этот эффект «увеличивает» объект, который подвергается линзированию, аналогично тому, как работает увеличительное стекло, позволяя астрономам изучать далёкие объекты более подробно, чем обычно возможно. Большинство гравитационно линзированных объектов формируют дуги вокруг объекта. Но «истинное Кольцо Эйнштейна» образует полный круг вокруг объекта.
В новом исследовании астрономы описывают полное кольцо Эйнштейна, названное JWST-ER1, обнаруженное в рамках проекта COSMOS-Web — создании детальной карты более чем 500 000 галактик во время 200-часовых непрерывных наблюдений JWST.
JWST-ER1 состоит из двух частей: JWST-ER1g — компактная галактика, являющаяся линзирующим объектом на переднем плане, и JWST-ER1r — свет более дальней галактики, который образует светящееся кольцо. JWST-ER1g находится на расстоянии около 17 миллиардов световых лет от Земли, а JWST-ER1r находится ещё на 4 миллиарда световых лет дальше.
Благодаря полному кольцу JWST-ER1 исследователи рассчитали массу галактики-линзы, определив, насколько она исказила пространство-время вокруг себя. Масса этой галактики эквивалентна примерно 650 миллиардам Солнц, что делает её необычайно плотной для своего размера. Некоторая часть этой массы может объясняться тёмной материей, но даже в этом случае маловероятно, что массы звёзд хватит, чтобы объяснить остальную массу галактики.
Ранее уже были обнаружены галактики такого же возраста и с такой же плотностью, что говорит о том, что у этих древних звёздных фабрик есть что-то общее, что делает их такими массивными. Одно объяснение заключается в том, что эти галактики содержат гораздо больше тёмной материи, чем ожидалось, а другая теория предполагает, что в них может находиться больше звёзд малой массы, чем в молодых галактиках. Но для выяснения истинной причины учёным требуются дополнительные наблюдения и работа над ними.
Это не первое истинное Кольцо Эйнштейна, обнаруженное JWST. До сих пор, самым дальним обнаруженным объектом было кольцо на расстоянии около 14,7 миллиардов световых лет. Возраст самой Вселенной оценивается примерно в 13,7 миллиардов лет, но из-за её постоянного расширения свет самых древних объектов должен пройти гораздо большее расстояние, чтобы достичь наших телескопов.