Vaizdo kreditas: ESO
Europos pietų observatorijos astronomai rado labai retą „Einšteino žiedo“ gravitacinį sklaidytuvą, kur tolimojo kvazaro šviesa yra deformuota ir padidinta artimesnės galaktikos sunkio jėgos. Du objektai yra taip arti, kad kvazaro vaizdas sudaro žiedą aplink galaktiką iš mūsų taško čia, Žemėje. Atlikdama kruopščius matavimus, komanda sugebėjo nustatyti, kad kvazaris yra 6,3 milijardo šviesmečių atstumu, o galaktika yra tik 3,5 milijardo šviesmečių atstumu, todėl tai yra artimiausias gravitacinis objektyvas, kuris kada nors buvo atrastas.
Pasinaudojusi ESO 3,6 m teleskopu La Siloje (Čilė), tarptautinė astronomų komanda [1] atrado sudėtingą kosminį miražą pietiniame kraterio žvaigždyne („The Cup“). Šią „gravitacinių lęšių“ sistemą sudaro (bent) keturi to paties kvazaro atvaizdai, taip pat žiedo formos galaktikos, kurioje yra kvazaris, vaizdas - žinomas kaip „Einšteino žiedas“. Taip pat gerai matoma labiau šalia esanti objektyvo galaktika, sukelianti šią intriguojančią optinę iliuziją.
Komanda šių objektų spektrus gavo naudodama naują EMMI fotoaparatą, pritvirtintą prie ESO 3,5 m naujos technologijos teleskopo (NTT), taip pat La Silla observatorijoje. Jie nustato, kad objektyvas su kvazaru [2] yra nutolęs nuo 6 300 milijonų šviesos metų (jo „raudonasis poslinkis“ yra z = 0,66 [3]), o objektyvo elipsės formos galaktika yra maždaug pusiaukelėje tarp kvazaro ir mūsų, per atstumą iš 3500 milijonų šviesmečių (z = 0,3).
Sistema buvo pavadinta RXS J1131-1231 - tai yra artimiausias iki šiol aptiktas gravitaciniu požiūriu lęšis.
Kosminiai miražai
Fizinis „gravitacinio lęšio“ (dar žinomo kaip „kosminis miražas“) principas buvo žinomas nuo 1916 m. Kaip Alberto Einšteino bendrojo reliatyvumo teorijos pasekmė. Masyvaus objekto gravitacinis laukas kreivai atspindi vietinę Visatos geometriją, todėl arti objekto einantys šviesos spinduliai yra sulenkti (tarsi „tiesi linija“ Žemės paviršiuje būtinai yra išlenkta dėl Žemės paviršiaus kreivumo). .
Pirmą kartą šį poveikį astronomai pastebėjo 1919 m. Per visą saulės užtemimą. Tikslūs žvaigždžių, matytų tamsiame danguje šalia užtemusios Saulės, padėties matavimai parodė akivaizdų poslinkį Saulės priešinga kryptimi, maždaug tiek, kiek numatė Einšteino teorija. Poveikis atsiranda dėl žvaigždžių fotonų gravitacinio patrauklumo, kai jie pereina prie Saulės pakeliui į mus. Tai buvo tiesioginis visiškai naujo reiškinio patvirtinimas ir tai buvo fizikos etapas.
Šeštajame dešimtmetyje Šveicarijos pilietybės astronomas Fritzas Zwicky (1898 - 1974), dirbantis Kalifornijos Wilsono kalno observatorijoje, suprato, kad tas pats efektas gali įvykti ir toli kosmose, kur galaktikos ir dideli galaktikų būriai gali būti pakankamai kompaktiški ir masyvūs. sulenkti šviesą nuo dar tolimesnių objektų. Tačiau tik po penkių dešimtmečių, 1979 m., Jo idėjos buvo pastebimai patvirtintos, kai atrado pirmąjį kosminio miražo pavyzdį (kaip du to paties tolimojo kvazaro atvaizdus).
Kosminiai miražai paprastai vertinami kaip keli vieno kvazaro vaizdai [2], kuriuos atspindi galaktika, esanti tarp kvazaro ir mūsų. Kvazaro atvaizdų skaičius ir forma priklauso nuo santykinio kvazaro, lęšio galaktikos ir mūsų padėties. Be to, jei derinimas būtų tobulas, aplink objektyvą matome ir žiedo formos vaizdą. Tačiau tokie „Einšteino žiedai“ yra labai reti ir pastebėti tik labai retais atvejais.
Kitas ypatingas gravitacinio lęšio efektas yra tas, kad dėl jo gali atsirasti ne tik dvigubi ar keli to paties objekto vaizdai, bet ir žymiai padidėja šių vaizdų ryškumas, kaip tai atsitinka su įprastu optiniu objektyvu. Taigi tolimos galaktikos ir galaktikų sankaupos gali veikti kaip „natūralūs teleskopai“, kurie leidžia mums pastebėti labiau nutolusius objektus, kurie priešingu atveju būtų buvę per silpni, kad būtų galima juos aptikti naudojant šiuo metu turimus astronominius teleskopus.
Vaizdo galandimo būdai geriau išsprendžia kosminį miražą
Tuometį ESO doktorantą Dominique'ą Sluse'ą, 2002 m. Gegužės mėn., Sedanipityviai atrado naują gravitacinį lęšį, pažymėtą RXS J1131-1231, apžiūrinėdamas kvazerinius vaizdus, padarytus ESO 3,6 m teleskopu La Silla observatorijoje. Šios sistemos atradimas davė naudos iš gerų stebėjimo sąlygų, vyravusių stebėjimų metu. Remdamasis paprastu vaizdiniu šių vaizdų patikrinimu, Sluse padarė preliminarią išvadą, kad sistema turėjo keturis žvaigždės pavidalo (objektyvo pavidalo kvazaro atvaizdus) ir vieną difuzinį (objektyvo galaktikos) komponentą.
Dėl labai mažo komponentų atskyrimo, vieno ar mažiau sekundžių arba dėl neišvengiamo „suliejimo“ efekto, kurį sukelia turbulencija sausumos atmosferoje („matymas“), astronomai naudojo sudėtingą vaizdų ryškinimo programinę įrangą, kad gautų didesnę - skyros atvaizdus, kuriais vėliau būtų galima atlikti tikslius ryškumo ir padėties matavimus (taip pat žr. ESO PR 09/97). Ši vadinamoji „dekonvoliucijos“ technika leidžia daug geriau įsivaizduoti šią sudėtingą sistemą ir, visų pirma, patvirtinti ir geriau pastebėti susijusį Einšteino žiedą, plg. PR nuotrauka 20a / 03.
Šaltinio ir objektyvo identifikacija
Tada astronomų komanda [1] La Siloje panaudojo ESO 3,5 m naujos technologijos teleskopą (NTT), kad gautų šios lęšio sistemos atskirų vaizdo komponentų spektrus. Tai yra būtina, nes, kaip ir žmogaus pirštų atspaudai, spektrai leidžia nedviprasmiškai identifikuoti stebimus objektus.
Nepaisant to, tai nėra lengva užduotis, nes skirtingi kosminio miražo vaizdai yra labai arti dangaus ir, norint gauti švarius ir gerai atskirtus spektrus, reikia geriausių sąlygų. Tačiau puiki NTT optinė kokybė kartu su gana geromis matymo sąlygomis (maždaug 0,7 arsekundės) leido astronomams aptikti šaltinio ir objektyvo, veikiančio kaip lęšį, „spektrinius pirštų atspaudus“, plg. ESO PR nuotrauka 20b / 03.
Įvertinus spektrus, paaiškėjo, kad foninis šaltinis yra kvazaris, kurio raudonojo poslinkio vertė z = 0,66 [3], tai atitinka maždaug 6 300 milijonų šviesos metų atstumą. Šviesą iš šio kvazaro skleidžia didžiulė elipsinė galaktika, kurios raudonasis poslinkis yra z = 0,3, t. Y. 3500 milijonų šviesmečių atstumu arba maždaug pusiaukelėje tarp kvazaro ir mūsų. Tai yra artimiausias iki šiol žinomas gravitaciniu sklidinu kvazaru.
Dėl specifinės lęšio geometrijos ir objektyvo galaktikos padėties galima parodyti, kad šviesa iš išplėstos galaktikos, kurioje yra kvazaris, taip pat turėtų būti lęšis ir tapti matoma kaip žiedo formos vaizdas. Kad tai iš tikrųjų yra, parodo „PR Photo 20a / 03“, kuris aiškiai parodo, kad yra toks „Einšteino žiedas“, supantis artimesnės objektyvo galaktikos vaizdą.
Mikro objektyvai makro objektyvuose?
Ypatinga šioje sistemoje stebima atskirų objektyvo vaizdų konfigūracija leido astronomams sudaryti išsamų sistemos modelį. Tada jie gali numatyti įvairių objektyvų vaizdų santykinį ryškumą.
Šiek tiek netikėtai jie nustatė, kad numatyti trijų ryškiausių žvaigždžių pavidalo kvazaro atvaizdai nesutampa su stebimais - vienas iš jų pasirodo esantis vieno masto (tai yra koeficientas 2,5) ryškesnis nei tikėtasi. . Ši prognozė nekelia abejonių dėl bendrojo reliatyvumo, tačiau leidžia manyti, kad šioje sistemoje veikia dar vienas poveikis.
Komandos iškelta hipotezė yra tai, kad vienas iš vaizdų yra veikiamas „mikrotraukimo“. Šis poveikis yra tokio pat pobūdžio kaip ir kosminis miražas - susidaro dauginami objekto atvaizdai, tačiau tokiu atveju papildomą šviesos spindulio įlinkį sukelia viena žvaigždė (arba kelios žvaigždės) objektyvo galaktikoje. Rezultatas yra tas, kad viename iš makro objektyvo esančių vaizdų yra papildomų (neišspręstų) kvazaro vaizdų.
Rezultatas yra „per didelis šio konkretaus įvaizdžio sustiprinimas“. Ar tai tikrai taip, netrukus bus patikrinta naudojant naujus šios gravitacinių lęšių sistemos stebėjimus naudojant ESO labai didelį teleskopą (VLT) Paranalyje (Čilė) ir taip pat su labai didelio masyvo (VLA) radijo observatorija Naujojoje Meksikoje (JAV). ).
„Outlook“
Iki šiol buvo rasta 62 įvairaus pavidalo kvazarų, daugeliu atvejų rodančių 2 arba 4 to paties kvazaro atvaizdus. Radijo bangų dažniuose dažnai stebimas pailgų kvazaro ir ypač žiedo pavidalo vaizdų buvimas. Tačiau tai vis dar yra retas reiškinys optinėje srityje - tik keturios tokios sistemos iki šiol buvo vaizduojamos optiniais / infraraudonųjų spindulių teleskopais.
Dabar atrasta sudėtinga ir palyginti ryški sistema RXS J1131-1231 yra unikali astrofizikos laboratorija. Retos jos savybės (pvz., Ryškumas, žiedo formos vaizdas, mažas raudonas poslinkis, rentgeno ir radijo spinduliuotė, matomas lęšis ir tt) dabar astronomams leis ištirti objektyvo galaktikos savybes, įskaitant jos žvaigždžių kiekį, struktūrą ir masės pasiskirstymą labai detaliai ir nustatyti šaltinio morfologiją. Šiuose tyrimuose bus naudojami nauji stebėjimai, kurie šiuo metu gaunami naudojant VLT „Paranal“, VLA radijo interferometrą Naujojoje Meksikoje ir Hablo kosminį teleskopą.
Daugiau informacijos
Šiame pranešime spaudai aprašyti tyrimai pateikiami laiške redaktoriui, netrukus pasirodysiančiame Europos profesionaliame žurnale „Astronomy & Astrophysics“ („Keturkampis atvaizduojamas kvazaris su optiniu Einšteino žiedo kandidatu: 1RXS J113155.4-123155“, kurį sukūrė Dominique Sluse et al.).
Daugiau informacijos apie gravitacinį lęšį ir apie šią tyrimų grupę taip pat galima rasti tinklalapyje: http://www.astro.ulg.ac.be/GRech/AEOS/.
Pastabos
[1]: Komandą sudaro Dominique'as Sluse'as, Damienas Hutsemkeris ir Thodori Nakos'as (ESO ir Astrofizikos institutas ir Universiteto de Li? Ge - IAGL), Jeanas-Franzas'is Claeskensas. , Fridric Courbin, Christophe Jean ir Jean Surdej (IAGL), Malvina Billeres (ESO) ir Sergiy Khmil (Shevchentko universiteto astronominė observatorija).
[2]: Kvazarai yra ypač aktyvios galaktikos, kurių centrai išskiria nepaprastą kiekį energijos ir energetinių dalelių. Manoma, kad jų centre yra didžiulė juodoji skylė ir kad energija gaunama, kai aplinkinė medžiaga patenka į šią juodąją skylę. Pirmą kartą tokio tipo objektus 1963 m. Atrado olandų ir amerikiečių astronomas Maartenas Schmidtas Palomaro observatorijoje (Kalifornija, JAV). Pavadinimas nurodo jų „žvaigždės pavidalo“ išvaizdą tuo metu gautuose vaizduose.
[3]: Astronomijoje „raudonasis poslinkis“ reiškia dalį, kuria objekto spektre esančios linijos pasislenka į ilgesnį bangos ilgį. Kadangi kosmologinio objekto raudonasis poslinkis didėja atsižvelgiant į atstumą, stebimas nuotolinės galaktikos raudonasis poslinkis taip pat suteikia jo atstumo įvertį.
Originalus šaltinis: ESO žinių laida
