国際的な天文学者チームは、超長基線電波干渉計（VLBI）を用いることで、重力レンズの電波画像として過去に例を見ないほど鮮明な観測像を得るという、画期的な成果を達成しました。この最先端技術は、大陸間の距離に設置された電波望遠鏡群を連携させることで、光の歪みを捉えるだけでなく、重力レンズ効果を利用して、遥か遠方の宇宙空間に存在する最小質量の天体を特定することに成功しました。この研究結果は、『Monthly Notices of the Royal Astronomical Society』および『Nature Astronomy』といった権威ある学術誌に掲載されています。
研究の焦点となったのは、JVAS B1938+666系です。この系では、地球から約65億光年離れた位置にある巨大な楕円銀河がレンズとして機能し、さらに遠方、110億光年以上離れた背景の電波源からの放射を歪ませています。前例のない詳細度を実現するため、欧州VLBIネットワークやVLBAを含む世界中の22基の電波望遠鏡がVLBI技術によって仮想的に統合されました。特に、イタリア国立天体物理学研究所（INAF）が運用するメディチーナの32メートルアンテナ「ガブリエル・グリュッフ」が重要な役割を果たしました。JIVEで調整されたデータ処理により、ネットワークの最も離れた要素間の距離に匹敵する単一の仮想アンテナ効果が生み出され、その結果、1000分の1秒角という驚異的な分解能が確保されました。
1.7 GHzの周波数帯で14時間にわたる観測が行われた結果、「極めて細く、ほぼ完全な重力アーク」が検出されました。これは、この技術でこれまで観測された中で最も鮮明なものです。レンズ銀河の質量分布を綿密にモデル化することで、科学者たちは背景にある電波源の真の形状を復元することができました。この110億光年彼方の遠方天体は、コンパクトで対称的な構造を持ち、超大質量ブラックホールの活動の初期段階に対応していることが示唆されています。構造は約2000光年にわたって広がっており、明確な中心核は見られませんが、両端に二つの明るい電波放射領域が存在するという特徴があります。INAFのクリスティアナ・スピンゴラ氏は、この論文が複雑なVLBI観測に関する一連の発表の始まりであると述べました。観測のコーディネーターであるフローニンゲン大学のジョン・マッキーン氏は、重力アークの異常が即座に確認され、研究の方向性が正しいことを示す明確な兆候となったと強調しています。
同じVLBIデータセットを用いた二つ目の研究では、重力的な影響のみに基づいて遠方宇宙で発見された天体としては、史上最小のものが特定されました。新しく改良された分析アルゴリズムを適用した結果、研究チームは、おそらくレンズ銀河と同じ距離（65億光年）にある追加の質量集中を発見しました。この天体の質量は太陽質量の約100万倍であり、銀河の一般的な質量（太陽質量の数兆倍）と比較して著しく小さいものです。スピンゴラ氏は、宇宙論的距離において、その重力的な影響のみに基づいてこれほど小さな質量の天体が捉えられたのは初めてだと述べています。
この最小質量天体は、ダークマターのハロー、高密度の星団、あるいは小型で活動を終えた矮小銀河である可能性があります。マックス・プランク天体物理学研究所のシモーナ・ヴェジェッティ氏は、ダークマターの塊の存在を証明するには、膨大な計算能力が必要であることを強調しました。もしさらなる分析によって、この規模の暗黒天体の存在が確認されれば、ダークマターの性質を理解するための重要なテストケースとなり、既存の宇宙論的理論に大きな影響を与える可能性があります。