O echipă de astronomi a descoperit o coincidență cosmică foarte norocoasă. Este vorba de două galaxii aflate la miliarde ani lumină una de cealaltă, dar care sunt perfect aliniate din perspectiva Pământului, acționând ca o lentilă compozită amplificând o sursă de lumină cosmică îndepărtată din spatele lor. Lumina de la sursa de lumină - o gaură neagră luminoasă cunoscută sub numele de quasar - urmează o cale în zigzag în jurul celor două galaxii.

Pe lângă faptul că produce un spectacol de lumină neobișnuit, aranjamentul este prima lentilă dublă cunoscută care permite o estimare mai precisă a ratei de expansiune a universului, cunoscută și sub numele de constanta Hubble, Conform cercetători, într-un raport preliminar publicat recent pe arXiv . "Aceasta este adevărata putere a quasarilor mărite: pot indica dacă rata de expansiune a universului este sau nu în concordanță cu modelul cosmologic", spune Thomas Collett, cosmolog la Universitatea din Portsmouth.

Astronomii cunosc aproximativ 1.000 de cazuri în care, așa cum a prezis teoria relativității generale a lui Albert Einstein, gravitația puternică a unui obiect masiv, cum ar fi o galaxie sau un roi de galaxii, curbează lumina provenită de la sursa de lumină din spatele său. Grupurile de galaxii sunt lentile imperfecte, care produc imagini distorsionate. Cu toate acestea, galaxiile eliptice simetrice cu un nucleu dens se comportă ca niște lentile obișnuite, precum cele din ochelari sau telescoape. Ele pot transforma sursele de lumină îndepărtate într-un arc de lumină încețoșat, un așa-numit inel Einstein sau chiar patru imagini proiectate.

Cercetătorii l-au descoperit în 2017 li i-au dat numele J1721+8842. Au crezut că o galaxie eliptică proiecta lumina unui quasar din fundal sub forma a patru imagini. Astfel de sisteme sunt utile deoarece strălucirea quasarilor se schimbă în timp. Deoarece lumina care creează fiecare imagine urmează o traiectorie diferită în jurul galaxiei lentile, schimbarea luminozității imaginii dezvăluie variațiile în timp cauzate de traiectorii. Cunoscând variațiile și traiectoriile, astronomii pot calcula rata de expansiune a universului.

Pentru a face acest lucru, Frédéric Dux de la ETH Lausanne și colegii săi au observat J1721+8842 timp de 2 ani cu ajutorul Nordic Optical Telescope pentru a măsura variațiile din cele patru imagini ale quasarului. Au fost detectate două imagini mai slabe, și inițial, s-a speculat că acestea ar putea fi rezultatul unei a doua lentile de la un quasar apropiat de primul. De asemenea, s-a emis ipoteza că inelul lui Einstein, vizibil și în imagini, era o imagine distorsionată a galaxiei bogate a unuia sau a ambilor quasari.

Dar atunci când imaginile mai slabe au fost examinate mai atent, acestea păreau să fie perfect coerente cu cvartetul principal. Cu alte cuvinte, s-a dovedit că au văzut același quasar în șase exemplare. Collett și alți teoreticieni preziseseră anterior că acest lucru s-ar putea întâmpla doar cu o lentilă adițională, atunci când două galaxii sunt aliniate. Pe baza observațiilor efectuate de laboratorul orbital James Webb Space Telescope al NASA, inelul Einstein nu părea să se afle la aceeași distanță cu quasarul, ci mai degrabă între quasar și J1721+8842. Prin urmare, inelul este de fapt o imagine a celei de-a doua galaxii cu lentilă. Echipa de cercetare a construit un model computerizat al posibilelor trasee ale luminii provenite de la quasar și a ajuns la concluzia că două dintre imagini sunt create de lumina care trece în jurul celor două galaxii.

Studiind diferențele de timp și traseul luminii, cercetătorii speră să calculeze o valoare deosebit de precisă pentru constanta Hubble. Acest lucru va fi binevenit și de cosmologi, deoarece unele dintre echipele care au măsurat valoarea constantei în moduri diferite dezbat dacă problema cunoscută sub numele de stresul Hubble există. De asemenea, faptul că unul dintre sisteme cartografiază două obiecte aflate la distanțe diferite - quasar și galaxia roșie - va permite echipei să calculeze un alt parametru cosmologic care determină modul în care rata de expansiune a universului s-a modificat în timp datorită energiei întunecate.

Potrivit lui Collett, capacitatea de a calcula simultan atât constanta Hubble, cât și parametrul energiei întunecate ca urmare a unei coincidențe cosmice, elimină o mare parte din incertitudinea inerentă unor astfel de măsurători, făcând din J1721+8842 un instrument foarte puternic pentru testarea teoriei cosmologice actuale. Cu toate acestea, astfel de calcule sunt extrem de dificil de efectuat: probabil că va trece mai mult de un an până când echipa va putea produce rezultate din imaginile lui J1721+8842.