Гравитация – странная и невероятно мощная сила, которая связывает нашу Вселенную воедино. Впрочем, на этом её очарование для человечества не заканчивается: благодаря влиянию гравитации на пространство-время люди научились видеть чрезвычайно удалённые объекты, которые иначе были бы недостижимыми для наших глаз. В результате воздействия силы всемирного тяготения возникают кольца Эйнштейна: пример данного феномена недавно запечатлели камеры орбитальной обсерватории Hubble.

В центре изображения так называемого кольца Эйнштейна, опубликованного на официальном сайте обсерватории Hubble, сконцентрировались 6 ярких огней. 4 из них образуют мерцающее кольцо вокруг центральной пары светящихся точек. Более того, исходя из данных бортовой системы телескопа, в центре этого восхитительного кластера присутствует ещё и седьмой источник света. Впрочем, даже то, что мы видим собственными глазами, может оказаться иллюзией. В действительности же два жёлтых пятна в центре кольца – это две отдельные массивные галактики. Тем временем окружающие их 4 точки и тусклый источник света между ними на самом деле являются пятью изображениями одного и того же квазара 2M1310-1714 – невероятно яркого и далёкого объекта. Исходя из расчётов исследователей, квазар 2M1310-1714 расположен на расстоянии 10-17 миллиардов световых лет от Земли, а две галактики-линзы находятся значительно ближе – примерно в 3 миллиардах световых лет.

Почему же у телескопа Hubble «пятерится в глазах»? Причиной тому явление гравитационного линзирования, которое возникает из-за воздействия гравитации объектов огромной массы на окружение. Их сила тяготения затрагивает даже свет, и его траектория изгибается. Как следствие, жители Земли могут наблюдать искажённые и многократно увеличенные «эхо» далёкого источника света, оказавшегося за массивным объектом-линзой. Кольцо Эйнштейна представляет собой особый случай гравитационного линзирования, при котором источник света находится на одной прямой с наблюдателем и искажающим пространство-время Вселенной объектом. Как следствие, изображение самого удалённого космического тела в данной конфигурации образует вокруг «линзы» симметричную кольцеобразную структуру.

Данный феномен и сам факт искривления траектории света под воздействием гравитации были предсказаны Альбертом Эйнштейном ещё в 1912 году. Частичное кольцо Эйнштейна учёные впервые обнаружили в 1988 году, а открытие первого полного образования состоялось в 1998 году. В настоящее время на сотни идентифицированных гравитационных линз приходится считанные десятки частичных и полных колец Эйнштейна. Ещё более уникальным феноменом являются двойные кольца: вероятность их обнаружения оценивается как 1:10000. К слову, единственный пример двойного кольца учёные идентифицировали в 2008 году: система SDSSJ0946+1006 представляет собой три галактики, расположенные вдоль одной прямой на расстоянии 3, 6 и 11 миллиардов световых лет от Земли.

Раньше гравитационные линзы обнаруживались совершенно случайно. С тех пор учёные научились находить линзирующие системы и использовать их в качестве инструмента для поиска и определения космологических параметров удалённых объектов для общего понимания структуры Вселенной. Кроме того, гравитационное линзирование применяют для расчёта распределения масс в исследуемых областях пространства: подобные манипуляции позволяют учёным изучать и распределение тёмной материи, невидимого таинственного вещества, которое генерирует дополнительную гравитацию наблюдаемых объектов. По мере приближения к Земле линзирующие системы помогают астрономам идентифицировать объекты, слишком тёмные для остальных научных инструментов, например, чёрные дыры звёздной массы. К слову, гравитационное линзирование также служит инструментом поиска планет из других галактик и даже экзопланет-странников, которые по какой-либо причине сошли с орбиты вокруг родной звезды и отправились странствовать по межзвёздному пространству.