Кредитна слика: ЕСО
Астрономи из Европске јужне опсерваторије пронашли су веома ретку гравитациону сочиву „Ајнштајнов прстен“, где се светлост из далеког квазара извија и повећава гравитацијом ближе галаксије. Ова два објекта су тако уско усклађена да слика квазара формира прстен око галаксије са наше исходишне тачке овде на Земљи. Пажљивим мерењима, тим је успео да утврди да је квазар удаљен 6,3 милијарде светлосних година, а галаксија удаљена само 3,5 милијарди светлосних година, што га чини најближим гравитационим сочивом икад откривеним.
Користећи ЕСО-ов 3,6-метарски телескоп у Ла Силу (Чиле), међународни тим астронома [1] открио је сложен космички мираз у јужном сазвежђу Кратер (Тхе Цуп). Овај систем „гравитационих сочива“ састоји се од (најмање) четири слике истог квазара, као и прстенасте слике галаксије у којој се налази квазар - познате као „Ајнштајнов прстен“. Такође је добро видљива оближња лећа галаксије која изазива ову интригантну оптичку илузију.
Тим је добио спектра ових објеката новом ЕММИ камером постављеном на ЕСО 3.5 м нови технолошки телескоп (НТТ), такође у опсерваторију Ла Силла. Откривају да је лентирани квазар [2] смештен на удаљености од 6.300 милиона светлосних година (његово „црвено померање“ је з = 0.66 [3]) док је лептира елиптичне галаксије круто на пола пута између квазара и нас, на удаљености од 3.500 милиона светлосних година (з = 0.3).
Систем је назван РКСС Ј1131-1231 - то је најближи досад откривени гравитацијски квазар.
Космичке мираже
Физички принцип који стоји иза „гравитационог сочива“ (познатог и као „космички мираз“) познат је од 1916. године као последица Теорије опште релативности Алберта Еинстеина. Гравитационо поље масивног објекта крива локалну геометрију Универзума, тако да су светлосне зраке које пролазе близу објекта савијене (попут „праве линије“ на површини Земље је нужно закривљено због закривљености Земљине површине) .
Овај ефекат су астрономи први приметили 1919. године током потпуног помрачења Сунца. Прецизна позиционирана мерења звезда виђена на тамном небу близу помраченог Сунца указивала су на привидно померање у правцу супротном од Сунца, отприлике онолико колико је предвиђала Еинстеинова теорија. Ефекат је последица гравитационе привлачности звјезданих фотона када они пролазе близу Сунца на путу према нама. Ово је била директна потврда потпуно нове појаве и представљала је прекретницу у физици.
Тридесетих година прошлог века астроном Фритз Звицки (1898 - 1974), швајцарске националности и радник у опсерваторију Моунт Вилсон у Калифорнији, схватио је да се исти ефекат може десити и далеко у свемиру где галаксије и велики кластери галаксија могу бити довољно компактни и масивни да се савија светлост из још удаљенијих предмета. Међутим, тек пет деценија касније, 1979., његове идеје су проматрано потврђене када је откривен први пример космичког мираге (као две слике истог далеког квазара).
Козмичке мираге обично се виде као вишеструке слике једног квазара [2], усвојене галаксијом која се налази између квазара и нас. Број и облик слика квазара зависе од релативних положаја квазара, галаксије леће и нас. Штавише, када би поравнање било савршено, видели бисмо и прстену слику око објекта који лећи. Такви "Ајнштајнови прстенови" су, међутим, веома ретки и примећени су само у врло малом броју случајева.
Други посебан интерес ефекта гравитационог сочива је да он може резултирати не само двоструким или вишеструким сликама истог објекта, већ и да се светлина ових слика значајно повећава, баш као што се догађа са обичним оптичким сочивима. Удаљене галаксије и галаксије могу се понашати као „природни телескопи“ који нам омогућавају да посматрамо удаљеније објекте који би иначе били сувише слаби да би се открили са тренутно доступним астрономским телескопима.
Технике изоштравања слике боље решавају космички мир
Ново гравитационо сочиво, означено као РКСС Ј1131-1231, Доминикуе Слусе, тада докторски студиј на ЕСО у Чилеу, серендипитно је открио током прегледа квазарских слика, снимљених телескопом ЕСО 3,6 м у опсерваторију Ла Силла. Откривање овог система профитирало је од добрих услова посматрања који су владали у време опажања. Из једноставног визуелног прегледа ових слика, Слусе је привремено закључио да систем има четири звездасте (посуђене квазарске слике) и једну дифузну (лећасту галаксију) компоненту.
Због врло малог раздвајања између компоненти, реда једне лучне секунде или мање, и неизбежног ефекта „замагљивања“ изазваног турбуленцијом у земаљској атмосфери („виђење“), астрономи су користили софистицирани софтвер за оштрење слике да би произвели већи слике резолуције на којима би се затим могла извршити прецизна светлина и позиционирање (видети такође ЕСО ПР 09/97). Ова такозвана техника „деконволуције“ омогућава много бољу визуелну визуализацију овог сложеног система и нарочито потврђивање и приметно приметно повезаног Ајнштајновог прстена, прим. ПР Фото 20а / 03.
Идентификација извора и сочива
Тим астронома [1] затим је користио ЕСО 3.5 м нови технолошки телескоп (НТТ) у Ла Силла да би добили спектре појединачних компонената слике овог система сочива. То је неопходно јер, попут људских отисака прстију, спектри омогућавају недвосмислену идентификацију посматраних објеката.
Ипак, ово није лак задатак, јер се различите слике космичког мираге налазе врло близу једна другој на небу и потребни су најбољи могући услови за добијање чистих и добро раздвојених спектра. Међутим, одличан оптички квалитет НТТ-а у комбинацији са релативно добрим условима вида (око 0,7 лучне секунде) омогућио је астрономима да открију „спектралне отиске прстију“ и извора и објекта који делују као сочива, прим. ЕСО ПР Пхото 20б / 03.
Процјена спектра показала је да је извор позадине квазар са црвеним помаком з = 0,66 [3], што одговара растојању од око 6,300 милиона светлосних година. Светлост из овог квазара усвојена је огромном елиптичном галаксијом са црвеним помаком з = 0,3, тј. На удаљености од 3,500 милиона светлосних година или на половини пута између квазара и нас. То је најближи гравитационо посуђени квазар до данас познат.
Због специфичне геометрије сочива и положаја галаксије за леће, могуће је показати да светлост из проширене галаксије у којој се налази квазар такође треба посуђивати и постати видљива као слика у облику прстена. Да је то заиста случај, показује ПР фотографија 20а / 03 која јасно показује присуство таквог „Ајнштајнова прстена“ који окружује слику ближе леће галаксије.
Микро леће у оквиру макро објектива?
Конкретна конфигурација појединачних закупљених слика посматрана у овом систему омогућила је астрономима да направе детаљан модел система. На основу тога они могу предвидјети релативну осветљеност различитих лентираних слика.
Нешто неочекивано открили су да предвиђене светлине три најсјајније звездасте слике квазара нису у сагласности са опаженим - једна од њих се испоставила да је веће величине (то јест, фактор 2,5) сјајније од очекиване . Ово предвиђање не доводи у питање општу релативност, али сугерише да је у овом систему још један ефекат на делу.
Хипотеза коју је тим напредовао је да је једна од слика подложна „микроленгирању“. Овај ефекат је исте природе као и космички мираз - формиране су вишеструко појачане слике објекта - али у овом случају додатни одбој светлосних зрака узрокује једна звезда (или неколико звезда) унутар галаксије леће. Резултат је то да постоје додатне (неразрешене) слике квазара унутар једне од слика које су подсећене на макро.
Исход је „превелика појачања“ ове конкретне слике. Да ли је то заиста тако, ускоро ћемо тестирати помоћу нових осматрања овог система гравитационих сочива са ЕСО Вери Ларге Телесцопе (ВЛТ) у Параналу (Чиле), као и са радио опсерваторијум Вери Ларге Арраи (ВЛА) у Новом Мексику (САД) ).
Изгледи
До сада су откривена 62 вишеструка слика квазара, у већини случајева приказују 2 или 4 слике истог квазара. Присутност издужених слика квазара и нарочито слика у облику прстена често се примећује на радио таласним дужинама. Међутим, ово је ретка појава у оптичкој домени - до сада су само четири таква система сликали оптичким / инфрацрвеним телескопима.
Сада откривен сложен и релативно сјајан систем РКСС Ј1131-1231 јединствена је астрофизичка лабораторија. Његове ретке карактеристике (нпр. Светлина, присуство слике у облику прстена, мали црвени помак, рендгенски и радио-емисија, видљиво сочиво, ...) сада ће астрономима омогућити да проучавају својства галаксије која лећи, укључујући њен звјездани садржај, структура и маса расподјеле са великим детаљима и испитивање морфологије извора. Ове студије ће користити нова запажања која се тренутно добијају с ВЛТ-ом на Параналу, са ВЛА радио интерферометром у Новом Мексику и са Хуббле свемирским телескопом.
Више информација
Истраживање описано у овом саопштењу за штампу представљено је у Писму уреднику, које ће се ускоро појавити у европском стручном часопису Астрономи & Астропхисицс ("Четверокутни сликовни квазар са оптичким кандидатом за Ајнштајнов прстен: 1РКСС Ј113155.4-123155", Доминикуе Слусе и др.).
Више информација о гравитационом сочивању и о овој истраживачкој групи можете такође наћи на УРЛ: хттп://ввв.астро.улг.ац.бе/ГРецх/АЕОС/.
Напомене
[1]: Тим чине Доминикуе Слусе, Дамиен Хутсемкер, и Тходори Накос (ЕСО и Институт д'Астропхисикуе ет де Г? Опхисикуе де л'Университ? Де Ли? Ге - ИАГЛ), Јеан-Фран? Оис Цлаескенс , Фра Цоурбин, Цхристопхе Јеан и Јеан Сурдеј (ИАГЛ), Малвина Биллерес (ЕСО) и Сергии Кхмил (Астрономска опсерваторија Универзитета Схевцхентко).
[2]: Квазари су посебно активне галаксије, чији центри емитују огромне количине енергије и енергетских честица. Верује се да у њиховом центру налазе велику црну рупу и да се енергија производи када околна материја падне у ову црну рупу. Ову врсту објекта први пут је открио холандско-амерички астроном Маартен Сцхмидт у Опсерваторију Паломар (Калифорнија, САД), а назив се односи на њихов изглед у облику звезда на тадашњим сликама.
[3]: У астрономији, „црвени помак“ означава део којим се линије у спектру објекта померају према већим таласним дужинама. Пошто се црвено померање космолошког објекта повећава са растојањем, посматрано црвено померање удаљене галаксије такође даје процену његове удаљености.
Изворни извор: ЕСО Невс Релеасе
