Международная группа астрономов добилась значительного прорыва, получив самое четкое радиоизображение гравитационной линзы, когда-либо зафиксированное с помощью радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (VLBI). Этот передовой метод, объединяющий радиотелескопы на континентальных расстояниях, позволил не только запечатлеть искажение света, но и, используя эффект гравитационного линзирования, выявить объект минимальной массы на космологических дистанциях. Результаты исследования были опубликованы в авторитетных изданиях, включая «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society» и «Nature Astronomy».
Исследование сфокусировалось на системе JVAS B1938+666. В этой системе массивная эллиптическая галактика, расположенная на расстоянии около 6,5 миллиардов световых лет, выступает в роли линзы, искривляя излучение от более удаленного радиоисточника, находящегося на расстоянии более 11 миллиардов световых лет от Земли. Для достижения беспрецедентной детализации была задействована техника VLBI, которая виртуально объединила 22 глобальных радиотелескопа, включая Европейскую сеть VLBI и массив VLBA. Ключевую роль в сети сыграла 32-метровая антенна «Гавриил Грюфф» в Медичине, управляемая Национальным институтом астрофизики (INAF). Обработка данных, координируемая в JIVE, создала эффект единой виртуальной антенны, протяженность которой соответствовала расстоянию между самыми удаленными элементами сети, что обеспечило разрешающую способность в одну тысячную угловой секунды.
Четырнадцатичасовые наблюдения на частоте 1,7 ГГц выявили «чрезвычайно тонкую и почти полную гравитационную дугу — самую четкую, когда-либо наблюдаемую этой техникой». Тщательное моделирование распределения массы галактики-линзы позволило ученым восстановить истинную форму фонового радиоисточника. Полученные данные свидетельствуют о том, что удаленный объект, отстоящий на 11 миллиардов световых лет, представляет собой компактную и симметричную структуру, соответствующую ранней фазе активности сверхмассивной черной дыры. Структура простирается примерно на 2000 световых лет и примечательна отсутствием явного центрального ядра, но имеет два ярких радиоизлучающих участка по краям. Исследователи, в том числе Кристиана Спингола из INAF, отметили, что данная публикация открывает серию статей, посвященных сложным наблюдениям VLBI. Координатор наблюдений Джон МакКин из Гронингенского университета подчеркнул, что аномалия в гравитационной дуге была замечена немедленно, что послужило ясным признаком верного направления.
На основе того же набора данных VLBI, второе исследование выявило самый малый объект, когда-либо обнаруженный в далекой Вселенной исключительно по его гравитационному воздействию. Применяя новые, усовершенствованные алгоритмы анализа, команда обнаружила дополнительную концентрацию массы, вероятно, на том же расстоянии, что и галактика-линза (6,5 миллиарда световых лет). Масса этого объекта составляет около миллиона солнечных масс, что значительно меньше типичных триллионов солнечных масс галактики. Спингола заявила, что впервые объект такой малой массы был зафиксирован на космологическом расстоянии, основываясь лишь на его гравитационном влиянии. Объект может представлять собой гало темной материи, плотное звездное скопление или небольшую, потухшую карликовую галактику. Симона Вегетти из Института астрофизики Макса Планка акцентировала внимание на том, что доказательство существования сгустков темной материи требует колоссальных вычислительных мощностей. Если дальнейший анализ подтвердит наличие темных тел такого масштаба, это может стать ключевым тестом для понимания природы темной материи и повлиять на устоявшиеся космологические теории.