1919 tog astronomerna Arthur Eddington och Andrew Crommelin fotografiska bilder av en total solförmörkelse. Solen befann sig i stjärnbilden Oxen vid den tiden, och en handfull av dess stjärnor kunde ses på fotografierna. Men stjärnorna var inte riktigt på sin förväntade plats. Solens enorma gravitation hade avböjt ljuset från dessa stjärnor, vilket fick dem att verka lite malplacerade. Det var den första demonstrationen att gravitationen kunde förändra ljusets väg, precis som Albert Einstein förutspådde 1915.

Böjningen av ljus av massan av en stjärna eller galax är en av de centrala förutsägelserna av den allmänna relativitetsteorien. Även om Einstein först förutspådde ljusets avböjning från en enda stjärna, hävdade andra som Oliver Lodge att en stor massa skulle kunna fungera som en gravitationslins och förvränga ljusets väg på samma sätt som en glaslins fokuserar ljus. År 1935 demonstrerade Einstein hur ljus från en avlägsen galax kunde förvrängas av en galax framför den för att skapa en ring av ljus. En sådan Einstein-ring, som den kom att kallas, skulle få den avlägsna galaxen att framstå som en ring eller ljusbåge runt den närmare galaxen. Men Einstein trodde att denna effekt aldrig skulle observeras. Dessa ljusbågar skulle vara för svaga för optiska teleskop att fånga. Einstein hade rätt fram till 1998 när rymdteleskopet Hubble fångade en ring runt galaxen B1938+666. Detta var den första optiska ringen som observerades, men det var inte den första Einstein-ringen. Den första ringen sågs i radioljus och den fångades av Very Large Array (VLA).

1987, ett team av studenter vid MIT Research Lab in Electronics under Prof. Bernard Burke, och leddes av Ph.D. student Jackie Hewitt, använde VLA för att göra detaljerade bilder av kända radioemitterande föremål. En av dem, känd som MG1131+0456, visade en distinkt oval form med två ljusa lober. Hewitt och hennes team övervägde flera modeller för att förklara den ovanliga formen, men bara en Einstein-ring matchade uppgifterna. Einsteins galaktiska förutsägelse observerades slutligen.

Radioastronomi är särskilt bra på att fånga linsförsedda galaxer. De har blivit ett kraftfullt verktyg för radioastronomer. Precis som en glaslins fokuserar ljus för att få ett objekt att se ljusare och större ut, så gör en gravitationslins det. Genom att observera linsgalaxer kan radioastronomer studera galaxer som skulle vara för avlägsna och svaga för att se på egen hand. Einstein-ringar kan användas för att mäta massan av den närmare galaxen eller galaxhopen eftersom mängden gravitationslinser beror på massan av förgrundsgalaxen.

En av de mer intressanta aspekterna av gravitationslinser är att den kan användas för att mäta hastigheten med vilken universum expanderar. Ljus från en avlägsen galax kan ta många olika vägar när det passerar förgrundsgalaxen. Var och en av dessa vägar kan ha olika avstånd, vilket innebär att ljuset kan nå oss vid olika tidpunkter. Vi kan se en ljusskur från galaxen flera gånger, var och en från en annan väg. Astronomer kan använda detta för att beräkna galaktiskt avstånd, och därmed kosmos skala.

Sedan den första upptäckten av en Einstein-ring av VLA har radioastronomer hittat fler av dem och fångat dem mer i detalj. 2015, till exempel, gjorde Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en detaljerad bild av linsbågarna från en avlägsen galax som heter SDP.81. Bilden var tillräckligt skarp för att astronomer skulle kunna spåra bågarna tillbaka till sin källa för att studera hur stjärnor bildades i galaxen.

Einstein rings are now commonly seen in astronomical images, particularly in deep field images, such as those of the James Webb Space Telescope and others. As radio astronomy has shown, they are more than just beautiful. They give us a new lens on the cosmos. + Utforska vidare

Image:Hubble sees a 'molten ring'