Ohýbání časoprostoru nepatří jen do sci-fi filmů. Ve skutečném světě můžeme vidět efekty takového ohýbání, kterými gravitace působí na časoprostor a vytváří gravitační čočky. Extrémní gravitace masivních objektů (jako jsou obrovské galaxie či kupy galaxií) deformuje tvar časoprostoru a může ohnout světelné paprsky přicházející zpoza těchto objektů. Ohnutí časoprostoru pak způsobuje, že tyto masivní objekty fungují jako obrovská zvětšovací skla. Světlo z objektů v pozadí, které by jinak bylo zastíněno, totiž v důsledku tohoto jevu necestuje přímo. Namísto toho se ohýbá kolem interagující hmoty, což často vytváří několik obrazů, protáhlé oblouky, či dokonce kompletní prstence, které mají přívlastek Einsteinovy. Jeden takový nedávno objevil teleskop Euclid od Evropské kosmické agentury.

Silné gravitační čočky nabízejí působivou demonstraci Einsteinovy teorie obecné relativity tím, že ukazují, jak může hmota ve vesmíru fungovat jako přirozený teleskop, který umožní pozorovat vzdálené objekty. Teleskop Euclid přináší revoluci v oboru výzkumu silného gravitačního čočkování tím, že poskytuje velmi citlivé snímky velkých pruhů oblohy v nevídaných detailech. A to je přesně to, co vědci potřebují k identifikaci vzácných gravitačních čoček.

V březnu 2025 bylo v pouhých prvních 0,04 % dat z projektu Euclid objeveno 500 galaxií působících jako gravitační čočky, z nichž většina byla dosud neznámá. Tento premiérový katalog byl vytvořen díky společnému úsilí výzkumníků, umělé inteligence i členů občanského výzkumu. S tím, jak Euclid pokračuje ve svém průzkumu a každý den posílá na Zemi okolo 100 GB dat, ESA a Euclid Consortium opět potřebují pomoc lidí zapojených do projektu občanského vědeckého výzkumu. Zájemci mají pomoci s identifikací silných gravitačních čoček ve velkých souborech dat.

Za tímto účelem spustím tým Space Warps projekt pro občanskou vědu, který je založen na nových snímcích z Euclidu, které budou součástí budoucího balíku dat Euclid Data Release 1. Ačkoliv data zatím nejsou veřejně dostupná, účastí na tomto novém projektu občanské vědy můžete jako jedni z prvních nahlédnout na nové snímky galaxií pořízené tímto dalekohledem. V tomto projektu budete prohlížet nové, vysoce kvalitní snímky z Euclidu, ve kterých se skrývá mnoho dříve neznámých silných čoček. Mezi zájemce se dostane okolo 300 000 snímků, které předvybrala umělá inteligence a které jsou doladěné s pomocí výsledků prvotního pátrání po silných čočkách ve snímcích od Euclidu s pomocí občanské vědy. Jedná se o kandidáty s nejvyšším hodnocením z celkových 72 milionů galaxií z katalogu DR1, které byly klasifikovány algoritmy umělé inteligence. Vědci očekávají, že tato exkluzivní vysoce kvalitní data odhalí více než 10 000 nových čoček.

Mise teleskopu Euclid pomáhá prozkoumávat, jak se vesmír rozpínal a jak se jeho struktury měnily v průběhu kosmického věku především vlivem dvou metod – slabého čočkování a baryonických akustických oscilací. Z toho mohou vědci zjistit více informací o roli gravitace a podstaty temné hmoty i temné energie. Silné gravitační čočky mohou poskytnout také pohled do těchto hlavních otázek. Například jevy silného gravitačního čočkování umožňují „zvážit“ jednotlivé galaxie a kupy galaxií. To odhaluje celkové množství hmoty (ať už temné, nebo klasické) a umožňuje sledovat rozložení temné hmoty. Studiem jevů silného gravitačního čočkování v průběhu kosmického času mohou vědci sledovat rozpínání vesmíru a jeho zdánlivé zrychlení. To přinese další poznatky o úloze temné energie.

„Už jsme zaznamenali úspěchy s kombinací AI a vizuální inspekce dobrovolníky z řad veřejnosti i vědců v programu Space Warp. Díky tomu se v rámci úvodního malého průzkumu teleskopu Euclid v roce 2024 podařilo efektivně identifikovat stovky kandidátů na gravitační čočky s vysokou pravděpodobností,“ vysvětluje Aprajita Verma, spoluzakladatelka Space Warps a vedoucí projektu z University of Oxford ve Spojeném království a dodává: „Tohle jsou zbrusu nová data z DR1, která jsou 30× větší než prvotní průzkum. Díky tomu i s přispěním našich vylepšených AI algoritmů očekáváme nalezení více než 10 000 vysoce kvalitních kandidátů na čočky. To by byl více než čtyřnásobek počtu čoček, které jsme byli schopni objevit od chvíle, kdy byly před témě 50 lety nalezeny první gravitační čočky.“

Tento zásadní posun je možný díky Euclidu. Jeho úkolem je zmapovat velké oblasti oblohy s jedinečnou ostrostí, což je ideální kombinace pro objevení vzácných objektů jako jsou silné gravitační čočky. „Nemohu se dočkat toho, co objevíme v tomto jedinečném balíku dat. Připojte se ke Space Warps, abyste byli součástí tohoto fascinujícího pátrání,“ uzavírá Aprajita Verma.

Přeloženo z:
https://www.esa.int/

Zdroje obrázků:
https://www.esa.int/…/26615081-1-eng-GB/Strong_gravitational_lenses_captured_by_Euclid.jpg
https://www.esa.int/…/einstein_ring_explained/26571603-1-eng-GB/Einstein_ring_explained.jpg