Aan ruimtetelescoop Euclid de schone taak om het heelal in kaart te brengen, tot wel 10 miljard lichtjaar ver. Maar nog voor de metingen officieel zijn begonnen doet de ESA-telescoop al een bijzondere ontdekking: een perfect scherpe Einsteinring.
Op 1 juli 2023 begon Euclid aan een zesjarige missie om de afstanden en evolutie van het heelal te ontdekken. Voordat de metingen konden starten, moesten wetenschappers controleren of alles naar behoren werkte. Tijdens deze testfase in september 2023 stuurde Euclid enkele onscherpe beelden terug naar de aarde. Ondanks de matige kwaliteit viel iets bijzonders op: Euclid-wetenschapper Bruno Altieri zag een hint van een extreem zeldzaam fenomeen en besloot het nader te bekijken.
“Ik keek naar de data van Euclid zoals ze binnenkomen”, begint Altieri. “En zelfs bij de eerste waarneming zag ik het al. Maar toen Euclid meer metingen deed in het gebied, zagen we het nog duidelijker: een perfecte Einsteinring. Voor mij, met een levenslange fascinatie voor zwaartekrachtlensing, was dit geweldig.”
Bekend sterrenstelsel
De Einsteinring zat verborgen in een bekend sterrenstelsel, NGC 6505, op ongeveer 590 miljoen lichtjaar van de aarde, in kosmische termen op een steenworp afstand. Toch is dit de eerste keer dat de lichtkring werd waargenomen en dat lukte dankzij Euclids ultrascherpe instrumenten.
De ring bestaat uit licht van een nog verder gelegen sterrenstelsel, dat zich op 4,42 miljard lichtjaar afstand bevindt. Dit sterrenstelsel is nooit eerder waargenomen en heeft ook nog geen naam. Onderweg werd het licht vervormd door de zwaartekracht van het sterrenstelsel op de voorgrond. Dit effect, sterke zwaartekrachtlensing genoemd, ontstaat wanneer een massief object het licht van een achterliggend object afbuigt en vergroot.
“Een Einsteinring is een voorbeeld van sterke zwaartekrachtlensing”, legt hoofdonderzoeker Conor O’Riordan van het Max Planck Instituut voor Astrofysica uit. “Alle sterke lenzen zijn bijzonder, omdat ze zo zeldzaam zijn en ze zijn wetenschappelijk ongelooflijk nuttig. Deze is extra speciaal, omdat hij zo dicht bij de aarde staat en de scherpe vorm hem heel mooi maakt.”
De relativiteitstheorie
Volgens de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein buigt licht af rond grote objecten in de ruimte. Het licht wordt dan als een reusachtige lens gebundeld. Dit lenseffect is groter voor massievere objecten, zoals sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels. Het zorgt ervoor dat we soms het licht kunnen zien van verre sterrenstelsels die anders verborgen zouden blijven.
Als de uitlijning precies goed is, vormt het licht een spectaculaire ring rond het object op de voorgrond. Zulke ringen kunnen ons meer leren over de uitdijing van het heelal en de onzichtbare krachten van donkere materie en donkere energie. Door de manier waarop het licht wordt afgebogen, kunnen onderzoekers ook eigenschappen van de achtergrondbron bestuderen.
De kracht van Euclid
“Ik vind het erg intrigerend dat deze ring is waargenomen in een bekend sterrenstelsel, dat voor het eerst werd ontdekt in 1884”, zegt Valeria Pettorino van ESA. “Het sterrenstelsel is al heel lang bekend bij astronomen en toch is deze ring nooit eerder waargenomen. Dit laat zien hoe krachtig Euclid is. Ze vindt nog nieuwe dingen op plekken waarvan we dachten dat we ze goed kenden. Deze ontdekking is erg hoopvol voor de toekomst van de Euclid-missie en toont nu al haar geweldige mogelijkheden.”
De Euclid-missie, vernoemd naar de Griekse grondlegger van de meetkunde Euclides, gaat maar liefst een derde van de hemel in kaart brengen en miljarden sterrenstelsels tot 10 miljard lichtjaar ver observeren. De telescoop kan wel 100.000 sterke zwaartekrachtlenzen ontdekken. Tot nu toe waren er minder dan 1000 bekend en slechts een paar zijn met hoge resolutie vastgelegd. Dat Euclid al in een vroeg stadium een zo indrukwekkend exemplaar vond, voorspelt veel goeds voor de rest van de missie.
