Ett internationellt team av astronomer har gjort det mest exakta testet av gravitationen utanför vårt eget solsystem.

Genom att kombinera data som tagits med NASA:s rymdteleskop Hubble och European Southern Observatory's Very Large Telescope, deras resultat visar att gravitationen i denna galax beter sig som förutsagt av Albert Einsteins allmänna relativitetsteori, bekräftar teorins giltighet på galaktiska skalor.

1915 föreslog Albert Einstein sin allmänna relativitetsteori (GR) för att förklara hur gravitationen fungerar. Sedan dess har GR klarat en rad högprecisionstester inom solsystemet, men det har inte gjorts några exakta tester av GR på stora astronomiska skalor.

Det har varit känt sedan 1929 att universum expanderar, men 1998 visade två team av astronomer att universum expanderar snabbare nu än tidigare. Denna överraskande upptäckt - som vann Nobelpriset 2011 - kan inte förklaras om inte universum mestadels består av en exotisk komponent som kallas mörk energi. Dock, denna tolkning bygger på att GR är den korrekta tyngdkraftsteorin på kosmologiska skalor. Att testa tyngdkraftens långdistansegenskaper är viktigt för att validera vår kosmologiska modell.

Ett team av astronomer, ledd av Dr Thomas Collett från Institute of Cosmology and Gravitation vid University of Portsmouth, använde en närliggande galax som gravitationslins för att göra ett exakt test av gravitationen på astronomiska längdskalor.

Dr Collett sa:"Allmän relativitet förutspår att massiva objekt deformerar rymdtid, det betyder att när ljuset passerar nära en annan galax böjs ljusets väg. Om två galaxer är inriktade längs vår siktlinje kan detta ge upphov till ett fenomen, kallas stark gravitationslins, där vi ser flera bilder av bakgrundsgalaxen. Om vi ​​vet massan av förgrundsgalaxen, då berättar mängden separation mellan de flera bilderna om allmän relativitet är den korrekta tyngdkraftsteorin på galaktiska skalor. "

Några hundra starka gravitationella linser är kända, men de flesta är för avlägsna för att exakt mäta sin massa, så de kan inte användas för att noggrant testa GR. Dock, galaxen ESO325-G004 är bland de närmaste linserna, 500 miljoner ljusår från jorden.

Dr Collett fortsätter:"Vi använde data från Very Large Telescope i Chile för att mäta hur snabbt stjärnorna rörde sig i E325 - detta fick oss att utläsa hur mycket massa det måste finnas i E325 för att hålla dessa stjärnor i omlopp. Vi jämförde sedan detta massan till de starka linsbildseparationer som vi observerade med Hubble -rymdteleskopet och resultatet var precis vad GR förutspår med 9 procents precision. Detta är det mest exakta extrasolära testet av GR hittills, från bara en galax."

"Universum är en fantastisk plats med sådana linser som vi sedan kan använda som våra laboratorier, "tillägger teammedlem professor Bob Nichol, Direktör för Institute of Cosmology and Gravitation. "Det är så tillfredsställande att använda de bästa teleskopen i världen för att utmana Einstein, bara för att ta reda på hur rätt han hade."

Forskningen publiceras idag i tidskriften Vetenskap .