Międzynarodowy zespół astronomów, w tym naukowcy z Uniwersytetu Rutgersa, zidentyfikował we wrześniu 2025 roku rzadkie zjawisko kosmiczne znane jako Krzyż Einsteina, które ukazało pięć odrębnych obrazów odległej galaktyki HerS-3. Jest to odstępstwo od typowych czterech obrazów obserwowanych w takich konfiguracjach.
Zjawisko to zostało po raz pierwszy wykryte przez francuskiego astronoma Pierre'a Coxa przy użyciu Northern Extended Millimeter Array (NOEMA). Dalsze obserwacje z wykorzystaniem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) w Chile potwierdziły nietypowy pięcioramienny wzór. Kierowany przez Coxa zespół, w skład którego wchodził astrofizyk z Rutgers University, Charles Keeton, oraz student studiów magisterskich Lana Eid, przeprowadził szczegółowe modelowanie. Ich analizy sugerują obecność masywnego, niewidzialnego halo ciemnej materii otaczającego galaktyki znajdujące się na pierwszym planie.
Odkrycie to stanowi unikalną okazję do badania ciemnej materii, której wpływ na zakrzywianie światła jest kluczową metodą detekcji. Ciemna materia, stanowiąca około 80% materii we wszechświecie, jest niewidoczna, ponieważ nie emituje ani nie pochłania światła. Jej istnienie wnioskuje się na podstawie grawitacyjnego oddziaływania na widzialną materię, co potwierdzają obserwacje takie jak ruch gwiazd w galaktykach czy zjawiska soczewkowania grawitacyjnego.
Zjawisko Krzyża Einsteina, gdzie grawitacja masywnych obiektów zakrzywia światło odległej galaktyki, tworząc wielokrotne obrazy, jest samo w sobie rzadkie. Jednakże, obecność piątego, centralnego obrazu w przypadku HerS-3, nie mogła zostać wyjaśniona jedynie przez widoczną materię. Modelowanie przeprowadzone przez Keetona i Eid wykazało, że jedynie dodanie masywnego halo ciemnej materii mogło odtworzyć obserwowany wzór soczewkowania. To odkrycie potwierdza teorię, że ciemna materia odgrywa kluczową rolę w strukturze i ewolucji wszechświata, wpływając na formowanie się galaktyk.
Badania te podkreślają znaczenie międzynarodowej współpracy naukowej oraz wykorzystania zaawansowanych instrumentów astronomicznych, takich jak ALMA, NOEMA i Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Zespół przewiduje, że przyszłe obserwacje mogą ujawnić dodatkowe cechy galaktyki, takie jak wydobywający się gaz, co dostarczy dalszych informacji o właściwościach ciemnej materii. To przełomowe odkrycie, opublikowane w The Astrophysical Journal, stanowi nie tylko dowód na istnienie ciemnej materii, ale także otwiera nowe możliwości badania jej natury i wpływu na kosmos.
Charles Keeton, profesor astrofizyki teoretycznej na Uniwersytecie Rutgersa, jest uznanym ekspertem w dziedzinie soczewkowania grawitacyjnego i ciemnej materii, czego dowodem są jego publikacje i nagrody. Jego prace, w tym książka "A Ray of Light in a Sea of Dark Matter", podkreślają znaczenie tych zagadnień w dzisiejszej astronomii. Badania nad soczewkowaniem grawitacyjnym, w tym te dotyczące Krzyża Einsteina, pozwalają nie tylko na badanie odległych galaktyk, ale także na lepsze zrozumienie rozkładu i natury ciemnej materii, która stanowi znaczną część masy wszechświata.
Zjawisko to jest kluczowe dla kosmologii, pomagając w wyznaczaniu parametrów takich jak stała Hubble'a i gęstość wszechświata. Ciemna materia, mimo że pozostaje niewidoczna, jest fundamentalnym elementem struktury kosmosu, a jej badanie przy użyciu takich narzędzi jak ALMA jest niezbędne do pełniejszego zrozumienia jego ewolucji. Prace takie jak te nad HerS-3 pokazują, jak dzięki współpracy i zaawansowanej technologii możemy odkrywać ukryte aspekty wszechświata i poszerzać naszą wiedzę o jego fundamentalnych składnikach.