the Molten Ring: วงแหวนไอน์สไตน์ที่ใหญ่ที่สุด

      บางครั้ง กาแลคซีและกระจุกกาแลคซีก็บิดกาล-อวกาศรอบๆ พวกมันในแบบที่ทำให้วัตถุสลัวที่พื้นหลังปรากฏสว่างขึ้นอย่างฉับพลัน ปรากฏการณ์ประหลาดนี้เรียกกันว่า เลนส์ความโน้มถ่วง(gravitational lensing) สามารถเปลี่ยนรูปลักษณ์กาแลคซีให้กลายเป็นวงโค้งกว้าง หรือแม้กระทั่งวงแหวน ที่เรียกว่า วงแหวนไอน์สไตน์(Einstein ring) ได้ และตอนนี้กล้องฮับเบิลก็ได้พบวงแหวนที่มีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยเห็นมา ซึ่งเผยแพร่ภาพออกมาเมื่อวันที่ 14 ธันวาคม 2020  

แสงจากกาแลคซีพื้นหลังแห่งหนึ่งถูกรบกวนให้กลายเป็นวงโค้งโดยแรงโน้มถ่วงของกระจุกกาแลคซี GAL-CLUS-022058s การเรียงตัวของแหล่งพื้นหลังกับกาแลคซีทรงรีที่ใจกลางกระจุกเกือบพอดีตามที่เห็นที่กลางภาพ ได้บิดเบนและขยายภาพจากพื้นหลังให้กลายเป็นวงแหวนที่เกือบสมบูรณ์แบบ แรงโน้มถ่วงจากกาแลคซีอื่นๆ ในกระจุกยังทำให้เกิดการรบกวนเพิ่มเติมด้วย

      GAL-CLUS-022058s เป็นวงแหวนไอน์สไตน์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดและเป็นวงแหวนครบถ้วนที่สุดแห่งหนึ่งเท่าที่เคยสำรวจมา แรงโน้มถ่วงของกระจุกกาแลคซีแห่งหนึ่งในกลุ่มดาวเตาหลอม(Fornax) ได้สร้างภาพของกาแลคซีกังหันที่อยู่ห่างไกลขึ้นหลายภาพ ภาพเหล่านี้บิดไปรอบๆ กาแลคซีที่ใจกลางกระจุก โดยมีวงโค้งหลัก 2 วงที่แทบจะแตะติดกัน จากลักษณะรูปร่างที่คล้ายวงแหวน และความจริงที่ว่ามันอยู่ในกลุ่มดาวเตาหลอม ทีมที่สำรวจการเรียงตัวนี้จึงเรียกชื่อเล่นมันว่า แหวนที่หลอมละลาย(the Molten Ring)

     หนึ่งในข้อดีของปรากฏการณ์เลนส์ลักษณะนี้ก็คือ มันช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้มีโอกาสศึกษากาแลคซีที่อยู่ห่างไกลซึ่งโดยปกติไม่น่าจะมองเห็นได้ ปรากฏการณ์เลนส์ที่เกิดขึ้นกับ GAL-CLUS-022058s เป็นเลนส์แบบรุนแรง(strong gravitational lensing) ซึ่งต้องมีมวลที่สูงในห้วงอวกาศที่มีขนาดค่อนข้างเล็ก นั้นจึงเป็นเหตุผลที่มองหาปรากฏการณ์น้รอบหลุมดำและกระจุกกาแลคซี

      แต่ก็ยังมีเลนส์แบบอ่อน(weak gravitational lensing) ซึ่งแสงจากกาแลคซีที่ห่างไกลถูกรบกวนโดยมวลที่คั่นกลางไปเพียงเล็กน้อย และที่น้อยลงไปอีกก็คือ เลนส์แบบจุลภาค(microlensing) ซึ่งอาจจะเกิดจากดาวฤกษ์หรือดาวเคราะห์นอกระบบที่ผ่านหน้าพอดี จนเราไม่เห็นการรบกวนพบแค่เพียงปริมาณแสงที่เพิ่มขึ้นในเวลาสั้นๆ เท่านั้น

      ปรากฏการณ์ประหลาดทั้งหมดเหล่านี้ถูกใช้เพื่อให้เข้าใจแรงโน้มถ่วงให้ดีขึ้น แต่ก็ยังช่วยให้สำรวจและค้นหาสิ่งที่ไม่น่าจะเป็นไปได้ ถ้าไม่มีกำลังขยายที่เลนส์ความโน้มถ่วงได้ให้มา นักวิจัยบางคนอยากจะขยับแนวคิดนี้ไปอีกระดับ การทดสอบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ครั้งแรกในปี 1919 ได้ตรวจสอบแสงจากดาวฤกษ์ห่างไกลดวงหนึ่งที่เลี้ยวไปรอบๆ ดวงอาทิตย์ ในปี 1936 การประเมินของไอน์สไตน์บอกว่าดวงอาทิตย์เองก็น่าจะถูกใช้เป็นกล้องโทรทรรศน์โดยเป็นเลนส์ความโน้มถ่วง ด้วยการวางหอสังเกตการณ์แห่งหนึ่งไว้ในระยะทางที่ไกลจากวงโคจรโลกรอบดวงอาทิตย์ 542 เท่า ซึ่งเมื่อเร็วๆ นี้ก็เพิ่งมีการประเมินแนวคิดดังกล่าวว่าถ้าสร้างกล้องโทรทรรศน์ขึ้นมา ในทางทฤษฎีมันก็น่าจะเห็นพื้นผิวของดาวเคราะห์นอกระบบ ด้วยความละเอียดที่ 25 กิโลเมตร

แหล่งข่าว iflscience.com : Hubble spots largest Einstein Ring yet, nicknamed the “Molten Ring”
               sciencealert.com – behold the “Molten Ring”: Hubble reveals one of the largest Einstein Ring ever seen
                phys.org – Image: Hubble sees a “molten ring”