Bir Einstein halkası, Albert Einstein’ın görelilik teorisi tarafından tahmin edilen, yerçekimsel olarak merceklenen nadir bir nesne türüdür. Kütleçekimsel merceklenme, bir galaksi kümesi veya kara delik gibi büyük bir nesnenin yerçekiminin, etrafındaki uzay-zamanı bükmesi ve bu kavisli uzay-zamandan geçen galaksiler veya süpernova gibi daha uzaktaki nesnelerden yayılan ışığın yayılmasıyla oluşur. Bir gözlemciye bükülmüş ve çarpık görünür.
Bu etki, büyütücünün çalışma şekline benzer şekilde, merceklenen nesneyi “büyütür” ve gökbilimcilerin uzaktaki nesneleri genellikle mümkün olandan daha ayrıntılı olarak incelemesine olanak tanır. Yerçekimiyle merceklenen nesnelerin çoğu, nesnenin etrafında yaylar oluşturur. Ancak “gerçek Einstein Yüzüğü” nesnenin etrafında tam bir daire oluşturuyor.
Yeni bir çalışmada gökbilimciler, COSMOS-Web projesinin bir parçası olarak keşfedilen JWST-ER1 adı verilen tam bir Einstein halkasını tanımlıyor; bu halka, 200 saatlik sürekli JWST gözlemleri sırasında 500.000’den fazla galaksinin ayrıntılı bir haritasını oluşturuyor.
JWST-ER1 iki parçadan oluşur: Ön plandaki mercek nesnesi olan kompakt bir gökada olan JWST-ER1g ve parlak bir halka oluşturan daha uzak bir gökadadan gelen ışık olan JWST-ER1r. JWST-ER1g Dünya’dan yaklaşık 17 milyar ışıkyılı uzaklıkta, JWST-ER1r ise 4 milyar ışıkyılı daha uzakta.
JWST-ER1’in tam halkası sayesinde araştırmacılar, mercek galaksisinin kütlesini hesaplayarak etrafındaki uzay-zamanı ne kadar bozduğunu belirledi. Bu galaksinin yaklaşık 650 milyar Güneş’e eşdeğer bir kütlesi var ve bu da onu boyutuna göre alışılmadık derecede yoğun kılıyor. Bu kütlenin bir kısmı karanlık maddeyle açıklanabilir, ancak öyle olsa bile galaksinin kütlesinin geri kalanını açıklamaya yetecek kadar yıldız kütlesinin olması pek olası değildir.
Aynı yaşta ve yoğunlukta galaksiler daha önce keşfedilmişti; bu da bu antik yıldız fabrikalarının onları bu kadar büyük kılan ortak bir noktaya sahip olduğunu akla getiriyor. Açıklamalardan biri, bu galaksilerin beklenenden çok daha fazla karanlık madde içermesiyken, başka bir teori ise genç galaksilere göre daha fazla düşük kütleli yıldız içerebileceklerini öne sürüyor. Ancak gerçek nedeni bulmak için bilim adamlarının ek gözlemlere ve bunlar üzerinde çalışmalarına ihtiyaçları var.
Bu JWST tarafından keşfedilen ilk gerçek Einstein Yüzüğü değil. Şimdiye kadar keşfedilen en uzaktaki nesne, yaklaşık 14,7 milyar ışıkyılı uzaklıktaki bir halkaydı. Evrenin yaşının yaklaşık 13,7 milyar yıl olduğu tahmin edilmektedir, ancak sürekli genişlemesi nedeniyle en eski nesnelerin ışığının teleskoplarımıza ulaşmak için çok daha uzun bir mesafe kat etmesi gerekir.