Einšteino žiedinis gravitacinis lęšis: SDSS J163028.15 + 452036.2. Vaizdo kreditas: Hablas. Spustelėkite norėdami padidinti
Albertas Einšteinas išplėtojo savo bendrojo reliatyvumo teoriją beveik prieš šimtmetį ir pasiūlė, kad gravitacinis laukas nuo masyvių objektų galėtų dramatiškai iškreipti erdvę ir nukreipti šviesą.
Šio efekto sukurta optinė iliuzija vadinama gravitaciniu lęšiu. Tai prilygsta gamtai, jei erdvėje yra milžiniškas didinamasis lęšis, kuris iškreipia ir sustiprina tolimesnių objektų šviesą. Einsteinas aprašė gravitacinį lęšį 1936 m. Paskelbtame dokumente. Tačiau jo manymu, efektas buvo nepastebimas, nes priešakinių žvaigždžių, besisukančių erdvėje, optiniai iškraipymai bus per maži, kad juos būtų galima išmatuoti didžiausiais jo laiko teleskopais.
Dabar, beveik po šimtmečio, astronomai sujungė du galingus astronominius išteklius - „Sloan Digital Sky Survey“ (SDSS) ir NASA Hablo kosminį teleskopą - kad būtų galima identifikuoti 19 naujų „gravitaciniu požiūriu objektyvų“ galaktikų, žymiai padidinant maždaug 100 anksčiau žinomų gravitacinių lęšių. Tarp šių 19 jie rado aštuonis naujus vadinamuosius „Einšteino žiedus“, kurie yra turbūt elegantiškiausias objektyvo reiškinys. Tik trys tokie žiedai anksčiau buvo matomi matomoje šviesoje.
Atliekant gravitacinį lęšį, tolimų galaktikų šviesą pakeliui į Žemę galima nukreipti bet kurio kelyje esančio masyvaus objekto gravitaciniu lauku. Dėl šios priežasties matome galaktiką iškreiptą į lanką ar kelis atskirus vaizdus. Kai abi galaktikos yra tiksliai išdėstytos, aplink priekinę galaktiką šviesa suformuoja jaučio akių modelį, vadinamą Einšteino žiedu.
Naujai surasti lęšiai yra iš vykdomo projekto, pavadinto „Sloan Lens ACS Survey“ (SLACS). Astronomų komanda, vadovaujama Adamo Boltono iš Harvardo-Smithsoniano astrofizikos centro Kembridže (Masačusetsas) ir Leono Koopmanso iš Kapteino astronomijos instituto Nyderlanduose, iš kelių šimtų tūkstančių optinių spektrų elipsinių galaktikų atrinko objektyvus kandidatus. „Sloan“ skaitmeninio dangaus tyrimas. Tada patvirtinimui atlikti jie panaudojo aštrias „Hablo“ pažangiųjų tyrimų kamerų akis.
„Didžiulis SDSS mastas kartu su Hablo teleskopo vaizdo kokybe atvėrė šią precedento neturinčią galimybę aptikti naujus gravitacinius lęšius“, - aiškino Boltonas. „Mums pavyko nustatyti vieną iš 1000 galaktikų, rodančių šiuos kitos galaktikos gravitacinio lęšio požymius“.
SLACS komanda nuskenavo maždaug 200 000 galaktikų, esančių nuo 2 iki 4 milijardų šviesmečių, spektrus. Komanda ieškojo aiškių išmetimų iš galaktikų dvigubai toliau nuo Žemės ir tiesiai už artimesnių galaktikų. Tada jie panaudojo patobulintą „Hablo“ kamerą, skirtą apklausoms, kad užfiksuotų 28 šių galimų objektyvų galaktikų vaizdus. Tyrinėdami 19 šių kandidatų pagamintų lankų ir žiedų, astronomai gali tiksliai išmatuoti priešakinių galaktikų masę.
Gravitacinis lęšis ne tik sukuria nelygines formas, o astronomams suteikia tiesioginį tamsiųjų medžiagų pasiskirstymo elipsės formos galaktikose zondą. Tamsioji materija yra nematoma ir egzotiška materijos forma, kuri dar nebuvo tiesiogiai stebėta. Astronomai daro išvadą apie jo egzistavimą išmatuodami jo gravitacinę įtaką. Tamsiosios materijos yra paplitusios galaktikose ir sudaro didžiąją dalį visatos masės. Ieškodami tamsiosios materijos galaktikose, astronomai tikisi įgyti supratimą apie galaktikų susidarymą, kuris turėjo prasidėti maždaug vienkartinėmis tamsiųjų medžiagų koncentracijomis ankstyvojoje visatoje.
„Mūsų rezultatai rodo, kad vidutiniškai šios„ elipsės formos objektyvo galaktikos “turi tokią pat ypatingą masės tankio struktūrą kaip ir spiralinėse galaktikose“, - tęsė Boltonas. „Tai atitinka tamsiosios medžiagos santykio su žvaigždėmis padidėjimą, kai viena juda nuo lęšiuko galaktikos centro į tolimesnį pakraštį. Ir kadangi šie lęšių gelaksai yra gana ryškūs, mes galime sustiprinti šį rezultatą atlikdami tolesnius antžeminius spektroskopinius žvaigždžių judesių lęšiuose stebėjimus. “
„Galimybė ištirti šiuos ir kitus gravitacinius lęšius dar keliais milijardais metų leidžia mums tiesiogiai pamatyti, ar tamsiosios [nematomos] ir matomosios masės pasiskirstymas kinta su kosminiu laiku“, - pridūrė dr. Koopmans. „Turėdami šią informaciją galime išbandyti visuotinai vyraujančią mintį, kad galaktikos susidaro susidūrus ir susiliejus mažesnėms galaktikoms“.
„Sloan“ skaitmeninio dangaus tyrimas, iš kurio buvo pasirinktas kandidatas į SLACS objektyvo pavyzdį, buvo pradėtas 1998 m., Naudojant pritaikytą antžeminį teleskopą, skirtą daugiau nei 100 milijonų objektų spalvoms ir ryškumui išmatuoti per ketvirtį dangaus ir žemėlapio. atstumai iki milijono galaktikų ir kvazarų. „Tokio tipo gravitacinių lęšių tyrimas nebuvo originalus SDSS tikslas, bet buvo įmanomas dėl puikios SDSS duomenų kokybės“, - teigė Scottas Burlesas iš Masačusetso technologijos instituto Kembridže (Masačusetsas), SLACS komandos narys. ir vienas iš SDSS kūrėjų.
„Papildoma didelės SDSS duomenų bazės premija yra ta, kad mes galime suprojektuoti savo paieškos kriterijus, kad rastume objektyvus, kurie yra tinkamiausi konkretiems mokslo tikslams pasiekti“, - teigė SLACS komandos narys Tommaso Treu iš Kalifornijos universiteto Santa Barbaroje. . „Nors iki šiol savo taikiniais buvome pasirinkę didžiausias galaktikas, kituose tyrimo etapuose taikysimės į mažesnes objektyvų galaktikas. Buvo pasiūlymų, kad galaktikų struktūra keičiasi atsižvelgiant į galaktikų dydį. Identifikuodami šiuos retus objektus pagal pareikalavimą, netrukus pirmą kartą galėsime patikrinti, ar tai tiesa. “
Pridėjo SLACS komandos narys Leonidas Moustakas iš NASA reaktyvinio varymo laboratorijos ir Kalifornijos technologijos instituto Pasadena, Kalifornija: „Šie Einšteino žiedai taip pat suteikia neprilygstamą padidintą vaizdą pro objektyvo galaktikas, leisdami mums ištirti žvaigždes ir jų susidarymo istoriją. šios tolimos galaktikos “.
SLACS tyrimas tęsiasi, ir iki šiol komanda pasinaudojo Hablu tyrinėdama beveik 50 savo kandidatų objektyvų galaktikų. Tikimasi, kad iš viso bus daugiau nei 100, tarp jų bus dar daugiau naujų objektyvų. Pirminės apklausos išvados bus pateiktos 2006 m. Vasario mėn. „Astrophysical Journal“ numeryje ir kituose dviejuose žurnalui pateiktuose dokumentuose.
Originalus šaltinis: „Habblesite“ naujienų leidinys
