Телескоп «Джеймс Вебб» нашёл «скрытую на виду» гравитационную дугу в космосе

Кандидат на роль гравитационной дуги был обнаружен в архивных снимках скопления галактик MACS J0308.9+2645. Объект может находиться на расстоянии 9 миллиардов световых лет от Земли

Астроном Хомер Давила Гутьеррес (Homer Davila Gutierrez) выявил ранее неописанный кандидат на роль гравитационной дуги в данных, полученных с космического телескопа «Джеймс Вебб» (JSWT). Объект получил название A1 и представлен на снимках массивного скопления галактик MACS J0308.9+2645.

Гравитационная дуга формируется, когда свет отдалённой галактики проходит рядом с гораздо более массивным объектом. Гравитация скопления галактик искажает пространство-время и изогнутый путь света, в результате чего удалённый объект выглядит вытянутым и увеличенным. Это явление гравитационного линзирования предсказано общей теорией относительности Альберта Эйнштейна.

A1 представляется как вытянутая структура длиной примерно 5,1 угловой секунды и с соотношением длины к ширине около 6,5. Объект расположен приблизительно в 51 угловой секунде от рентгеновского центра скопления и ориентирован по касательной к нему — так, как и ожидалось от гравитационно линзированной галактики.

Кандидат был найден после анализа 54 доступных полей наблюдений камеры ближнего инфракрасного диапазона NIRCam телескопа JSWT. Всего Гутьеррес исследовал 1591 потенциальный источник. Первоначальная фотометрическая оценка указывала на красное смещение приблизительно z = 4,4, что соответствовало бы галактике, существовавшей в первые около 1,5 миллиардов лет истории Вселенной.

Позднее анализ показал, что эта оценка могла быть искажена: наблюдения в опорном каталоге в основном фокусировались на точечных источниках, в то время как A1 имеет вытянутую форму. Дополнительные методы обработки и архивные снимки телескопа «Хаббл» привели к скорректированному красному смещению около z = 1,4 с предполагаемым диапазоном от 1,2 до 1,7. Это указывает на то, что галактика может находиться значительно ближе, чем первоначально предполагалось.

Сравнение A1 с моделями гравитационного поля скопления также указывает на расположение объекта вблизи области, где линзирование особенно сильно деформирует изображение далёкой галактики. При этом дополнительных видимых копий объекта не было обнаружено. Если бы красное смещение составляло z = 4,4, то модели предсказывали бы наличие ещё одного линзированного изображения.

Автор исследования считает наиболее вероятным объяснением одиночную гравитационно линзированную галактику с красным смещением около z = 1,4. При этом статистическая значимость вогнутой кривизны дуги остаётся ограниченной и зависит от выбранного метода анализа.