Телескоп «Джеймс Вебб» обнаружил «скрытую на виду» гравитационную дугу
Кандидат на роль гравитационной дуги нашли в архивных снимках скопления галактик MACS J0308.9+2645. Объект может находиться в 9 млрд световых лет от Земли
Астроном Хомер Давила Гутьеррес (Homer Davila Gutierrez) обнаружил ранее не описанный кандидат на роль гравитационной дуги в наблюдениях космического телескопа «Джеймс Вебб» (JSWT). Объект получил обозначение A1 и находится на снимках массивного скопления галактик MACS J0308.9+2645.
Гравитационная дуга возникает, когда свет отдалённой галактики проходит рядом с гораздо более массивным объектом. Гравитация скопления галактик искажает пространство-время и искривляет путь света, из-за чего далёкий объект выглядит вытянутым и увеличенным. Это проявление гравитационного линзирования, предсказанного общей теорией относительности Альберта Эйнштейна.
A1 выглядит как вытянутая структура длиной около 5,1 угловой секунды и с соотношением длины к ширине примерно 6,5. Объект расположен примерно в 51 угловой секунде от рентгеновского центра скопления и ориентирован по касательной к нему — так, как ожидается от гравитационно линзированной галактики.
MACS J0308.9+2645. Источник: NASA / ESA / CSA / STScI
Кандидата нашли после анализа 54 доступных полей наблюдений камеры ближнего инфракрасного диапазона NIRCam телескопа JSWT. Всего Гутьеррес проверил 1591 потенциальный источник. Первоначальная фотометрическая оценка указывала на красное смещение около z = 4,4, что соответствовало бы галактике, существовавшей в первые примерно 1,5 млрд лет истории Вселенной.
Позднее анализ показал, что эта оценка могла быть искажена: наблюдения в опорном каталоге были главным образом сосредоточены на точечных источниках, а A1 имеет протяжённую форму. Дополнительные методы обработки и архивные снимки телескопа «Хаббл» дали скорректированное красное смещение около z = 1,4 с вероятным диапазоном от 1,2 до 1,7. Это означает, что галактика может быть значительно ближе, чем предполагалось первоначально.
Сравнение A1 с моделями гравитационного поля скопления также указывает на расположение объекта рядом с областью, где линзирование особенно сильно растягивает изображение далёкой галактики. При этом дополнительных видимых копий объекта не обнаружили. Если бы красное смещение составляло z = 4,4, то модели предсказывали бы появление ещё одного линзированного изображения.
Автор работы 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.