تم اكتشاف كائن نادر يسمى خاتم أينشتاين من قبل فريق من مجموعة Stellar Populations في Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) في إسبانيا. حلقة أينشتاين هي نوع معين من عدسات الجاذبية.
تنبأت نظرية النسبية العامة لأينشتاين بظواهر عدسات الجاذبية. تخبرنا عدسات الجاذبية أنه بدلاً من السفر في خط مستقيم ، يمكن أن ينحني الضوء من المصدر بواسطة جسم ضخم ، مثل الثقب الأسود أو المجرة ، والذي بدوره يؤدي إلى انحناء الزمكان.
أينشتاين النسبية العامة نُشر في عام 1915 ، ولكن قبل ذلك ببضع سنوات ، في عام 1912 ، تنبأ أينشتاين بانحناء الضوء. كان الفيزيائي الروسي Orest Chwolson أول من ذكر تأثير الحلقة في الأدبيات العلمية في عام 1924 ، وهذا هو سبب تسمية الحلقات أيضًا بحلقات أينشتاين-تشولسون.
إن عدسة الجاذبية معروفة إلى حد ما ، وقد لوحظت العديد من عدسات الجاذبية. حلقات أينشتاين نادرة ، لأنه يجب محاذاة المراقب والمصدر والعدسة. اعتقد أينشتاين نفسه أنه لن يتم ملاحظته على الإطلاق. كتب أينشتاين في عام 1936: 'بالطبع ، لا أمل في مراقبة هذه الظاهرة بشكل مباشر'.
قاد الفريق الذي يقف وراء الاكتشاف الأخير طالبة الدكتوراه مارغريتا بيتينيلي في جامعة لا لاغونا ، وأنطونيو أباريسيو وسيباستيان هيدالغو من مجموعة Stellar Populations في Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) في إسبانيا. بسبب ندرة هذه الأشياء ، والاهتمام العلمي الكبير بها ، تم تسمية هذا الكائن باسم: حلقة Canarias Einstein Ring.
هناك ثلاثة مكونات لحلقة أينشتاين. الأول هو الراصد ، والذي يعني في هذه الحالة التلسكوبات هنا على الأرض. والثاني هو مجرة العدسة ، وهي مجرة ضخمة ذات جاذبية هائلة. تعمل هذه الجاذبية على تشويه الزمكان بحيث لا يتم جذب الأشياء إليه فحسب ، بل يضطر الضوء نفسه إلى الانتقال على طول مسار منحني. تقع العدسة بين الأرض والمكون الثالث ، المجرة المصدر. ينحني الضوء الصادر من المجرة المصدر في شكل حلقة بقوة العدسة المجرة.
عندما يتم محاذاة المكونات الثلاثة بدقة ، وهو أمر نادر جدًا ، يتشكل الضوء من المجرة المصدر في دائرة مع مجرة العدسة في الوسط تمامًا. لن تكون الدائرة مثالية. سيكون لها شذوذات تعكس عدم انتظام في قوة الجاذبية لمجرة العدسة.
خاتم آينشتاين آخر. هذا واحد يسمى LRG 3-757. تم اكتشاف هذا بواسطة مسح Sloan Digital Sky ، ولكن تم التقاط هذه الصورة بواسطة كاميرا Hubble's Wide Field 3. الصورة: NASA / Hubble / ESA
الأشياء هي أكثر من مجرد قطع أثرية جميلة من الطبيعة. يمكنهم إخبار العلماء بأشياء عن طبيعة مجرة العدسة. قال أنطونيو أباريسيو ، أحد علماء الفيزياء الفلكية في IAC المشاركين في البحث ، 'إن دراسة هذه الظواهر تعطينا معلومات ذات صلة بشكل خاص حول تكوين مجرة المصدر ، وكذلك حول بنية مجال الجاذبية والمادة المظلمة في مجرة العدسة. '
إن النظر إلى هذه الأشياء يشبه النظر إلى الوراء في الوقت المناسب أيضًا. مصدر المجرة هو 10 مليار سنة ضوئية من الأرض. توسع الكون يعني أن الضوء قد استغرق 8.5 مليار سنة ضوئية للوصول إلينا. هذا هو السبب في أن الخاتم أزرق. منذ ذلك الحين ، كانت المجرة المصدر فتية ، مليئة بالنجوم الزرقاء الساخنة.
العدسة نفسها أقرب إلينا كثيرًا ، لكنها لا تزال بعيدة جدًا. إنها تبعد 6 مليارات سنة ضوئية. من المحتمل أن يكون تكوين النجوم في تلك المجرة قد توقف ، وأن عدد النجوم فيها أصبح قديمًا.
كان اكتشاف حلقة Canarias Einstein بمثابة صدفة سعيدة. كان بتينيلي ينكب على البيانات من ما يعرف باسم كاميرا الطاقة المظلمة (DECam) لتلسكوب بلانكو الذي يبلغ ارتفاعه 4 أمتار في مرصد سيرو تولولو ، في شيلي. كانت تدرس السكان النجميين في مجرة قزم النحات للحصول على درجة الدكتوراه عندما لفت انتباهها خاتم أينشتاين. ثم استخدم أعضاء آخرون في مجموعة Stellar Population Group مطياف OSIRIS على Gran Telescopio CANARIAS (GTC) لرصده وتحليله بشكل أكبر.