Das seltene „Einstein-Kreuz“ verzerrt in diesem atemberaubenden Bild das Licht eines der hellsten Objekte im Universum

Einstein sagte die Existenz dieser Kreuze bereits 1915 voraus. Heute werden sie zur Untersuchung entfernter Galaxien verwendet.

Astronomen haben ein atemberaubendes, seltenes Beispiel eines „Einstein-Kreuzes“ entdeckt, das Licht aus den Tiefen des Universums spaltet und vergrößert.

Auf dem Bild hat eine elliptische Vordergrundgalaxie, etwa 6 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt, einen hellen Lichtstrahl einer Hintergrundgalaxie, etwa 11 Milliarden Lichtjahre von unserem Planeten entfernt, verzerrt und vervierfacht.

Das daraus resultierende Muster, das erstmals 1915 von Albert Einstein vorhergesagt wurde, zeigt vier Flecken blauen Lichts, die sich um das Orange der Vordergrundgalaxie scharen – eine seltene Anordnung, die Astronomen untersuchen werden, um ein besseres Verständnis des Universums zu erlangen.

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Das Hintergrundlicht stammt wahrscheinlich von einem Quasar, einer jungen Galaxie, deren supermassereiches Schwarzes Loch in ihrem Kern enorme Mengen an Materie verschlingt und genug Strahlung ausstößt, um mehr als eine Billion Mal heller zu leuchten als die hellsten Sterne.

Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie beschreibt die Art und Weise, wie massive Objekte das Gefüge des Universums, die sogenannte Raumzeit, verzerren. Einstein entdeckte, dass die Schwerkraft nicht durch eine unsichtbare Kraft erzeugt wird; Vielmehr ist es einfach unsere Erfahrung der Krümmung und Verzerrung der Raumzeit in der Gegenwart von Materie und Energie.

Dieser gekrümmte Raum wiederum legt die Regeln dafür fest, wie sich Energie und Materie bewegen. Obwohl sich Licht in einer geraden Linie ausbreitet, bewegt sich Licht, das sich durch einen stark gekrümmten Bereich der Raumzeit bewegt, wie den Raum um riesige Galaxien, ebenfalls in einer Kurve – es krümmt sich um die Galaxie und breitet sich zu einem Halo aus.

Wie dieser Halo aussieht, hängt von der Stärke der Schwerkraft der Galaxie und der Perspektive des Beobachters ab. In diesem Fall haben sich die Erde, die Linsengalaxie und der Quasar so ausgerichtet, dass sie das Licht des Quasars perfekt duplizieren und sie entlang eines sogenannten Einstein-Rings anordnen.

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Die Linse wurde 2021 vom Dark Energy Spectroscopic Instrument entdeckt, das am Teleskop am Kitt Peak National Observatory in Arizona angebracht ist. Nach der Entdeckung der Linse führten die Astronomen Folgeanalysen mit dem Multi-Unit Spectroscopic Explorer am Very Large Telescope in Chile durch und bestätigten, dass sie ein Einstein-Kreuz entdeckt hatten.

Astronomen haben Hunderte von Einstein-Ringen identifiziert, und sie sind nicht nur wegen der schönen Bilder, die sie machen, begehrt. Da die Ringe daran arbeiten, das von ihnen gebogene Licht zu vergrößern, kann die Rekonstruktion der Lichtflecken in ihre ursprüngliche, vorgebogene Form die Details verbessern, die Astronomen in sehr weit entfernten Galaxien erkennen können.

Da das Ausmaß der Lichtkrümmung außerdem von der Stärke des Gravitationsfeldes des Objekts abhängt, das es beugt, können Einsteinringe als kosmische Skala zur Messung der Massen von Galaxien und Schwarzen Löchern dienen. Die Untersuchung des fernen Lichts, das sich um diese Ringe bewegt, kann Wissenschaftlern sogar dabei helfen, einen Blick auf Objekte zu werfen, die sonst zu dunkel wären, um einzeln gesehen zu werden, wie etwa Schwarze Löcher oder wandernde Exoplaneten.

Die Forschung wurde zur Veröffentlichung in The Astrophysical Journal Letters angenommen und ist in der Preprint-Datenbank arXiv verfügbar.

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Ben Turner ist ein in Großbritannien ansässiger Mitarbeiter bei Live Science. Er befasst sich neben Physik und Astronomie auch mit Themen wie Technologie und Klimawandel. Er schloss sein Studium der Teilchenphysik am University College London ab und absolvierte anschließend eine Ausbildung zum Journalisten. Wenn er nicht schreibt, liest Ben gerne Literatur, spielt Gitarre und blamiert sich mit Schach.

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