Кредитна слика: Хуббле
Спирална галаксија ПГЦ 69457 налази се близу границе сазвежђа пада Пегасус и Водолија, неких 3 степена јужно од треће магнитуде Тхета Пегаси - али немојте ископати тај 60 мм рефрактор да бисте је тражили. Галактика је заправо удаљена неких 400 милиона светлосних година и има привидну светлост магнитуде 14,5. Дакле, следећа јесен можда је право време да се повежете са оним вашим „астро-нут“ пријатељем који увек креће у залазак сунца да би се удаљио од градских светала, бавећи се већим, много већим, аматерским инструментом ...
Али на небу има пуно галаксија 14. величине - шта ПГЦ 69457 чини тако посебним?
За почетак, већина галаксија не блокира поглед још удаљенијег квазара (КСО2237 + 0305). А ако постоје и други, неколицина има праведну расподелу тела велике густине потребне да се светлост „савија“ на начин да је видљив иначе невидљиви објект. Уз ПГЦ 69457 добијате не један - већ четири - одвојени приказ 17-ог степена истог квазара због проблема са подешавањем једне 20-инчне цевне цеви цевовода добсониан. Да ли то вреди? (Можете ли рећи "удвостручити своје задовољство посматрања"?)
Али феномен који стоји иза таквог погледа још је занимљивији професионалним астрономима. Шта можемо научити од тако јединственог ефекта?
Теорија је већ добро успостављена - Алберт Ајнштајн је то предвидио у својој „Општој теорији релативности“ из 1915. године. Ајнштајнова основна идеја била је да посматрач који подлеже убрзању и један непомичан у гравитационом пољу не може да утврди разлику између њих двојице о њиховој „тежини “. Истражујући ову идеју до краја, постало је јасно да не само материја, већ и светлост (упркос томе што није масовна) подлеже истој конфузији. Због тога се светлост која се приближава гравитационом пољу под углом „убрзава“ ка извору гравитације - али зато што је брзина светлости константна, такво убрзање утиче само на пут и таласну дужину светлости - а не на његову стварну брзину.
Сама гравитациона сочива први пут су откривена за време потпуног помрачења Сунца 1919. То је посматрано као мало померање положаја звезда у близини Сунчеве короне као заробљених на фотографским плочама. Због овог запажања сада знамо да вам није потребна сочива за савијање светлости - или чак воде да бисте преокренули слику оних Кои који пливају у базену. Светлост попут материје иде путем најмањег отпора, а то значи праћење гравитационе кривуље простора као и оптичке криве сочива. Светлост из Алека2237 + 0305 ради само оно што долази природним током сурфања по контурама „простора-времена“ лучећи се око густих звезда које леже дуж видне линије из далеког извора преко суседније галаксије. Заиста занимљива ствар о Еинстеиновом крсту своди се на оно што нам говори о свим укљученим масама - оним у галаксији која рефрактира светлост и Великој у срцу квазара који га извори.
Корејски астрофизичар Донг-Воок Лее (и остали) са Универзитета Сејонг у сарадњи са белгијским астрофизичарком Ј. Сурдезом (и другима) са Универзитета у Лијежу пронашао је доказе о свом реконструкцији светлосних кривина микроокосовине Еинстеиновог крста. акрецијски диск око црне рупе у Куасар-у2222 + 0305. Како је такво нешто могуће на удаљеностима?
Сочива у општем случају „скупљају и фокусирају светло“ и она „гравитациона сочива“ (Лее на ал позиционирају најмање пет тела мале масе, али јако кондензована) унутар ПГЦ 69457, раде исто. На овај начин, светлост из квазара која би обично путовала далеко од наших инструмената „омотава“ галаксију да би стигла до нас. Због тога „видимо“ 100 000 пута више детаља него што је то иначе могуће. Али постоји улов: Упркос томе што имамо 100.000 пута већу резолуцију, и даље видимо само светло, а не детаље. А пошто у галаксији постоји неколико маса које пребијају светлост, видимо више квасара.
Да бисте добили корисне информације из квазара, морате сакупљати светлост током дужих временских периода (месеци до година) и користити посебне аналитичке алгоритме да бисте добили податке заједно. Метода коју користе Лее и сарадници назива се ЛОХЦАМ (ЛОцал Хае ЦАустиц Моделинг). (ХАЕ је скраћеница за високе појачане догађаје). Користећи ЛОХЦАМ и податке доступне из ОГЛЕ (Оптицал Оптицал Гравитатионал Ленсинг Екперимент) и ГЛИПТ-а (Међународни временски пројекат Гравитатионал Ленс), тим је утврдио не само да ЛОХЦАМ делује онако како се нада, већ и да2222 + 0305 може укључивати диск који може да се препозна (из којег црпи материју) да покрене свој лагани мотор). Тим је такође одредио приближну масу црне рупе квазара, величину ултраљубичастог подручја која зрачи из ње и проценио је попречно кретање црне рупе док се креће у односу на спиралну галаксију.
Сматра се да централна црна рупа у Куасар-у2222 + 0305 има масу од 1,5 милијарди Сунца - вредност која је супарничка онима највећих црних рупа икада откривених. Такав масовни број представља 1 проценат укупног броја звезда у нашој сопственој галаксији Млечни пут. У међувремену и за поређење, црна рупа КСО2237 + 0305 је отприлике 50 пута масивнија од оне у центру наше сопствене галаксије.
На основу "двоструких врхова" светлости од квазара, Лее и остали су употребили ЛОХЦАМ да би одредили и величину акректорског диска Ранк2237 + 0305, његову оријентацију и открили централну област затамњења око саме црне рупе. Сам диск је пречника отприлике 1/3 светлосне године и окренут је лицем према нама.
Импресиониран? Па, додајмо да је тим одредио минималан број микроленсе и сродне масе које се налазе у галаксији леће. У зависности од претпостављене попречне брзине (у ЛОХЦАМ моделирању), најмањи распон је од гасног гиганта - попут планете Јупитер - до нашег сопственог Сунца.
Па како функционише та „рупа“?
Пројекти ОГЛЕ и ГЛИПТ пратили су промене у интензитету визуелног светла које струји према нама из сва четири од 17 квадрата погледи квантитета. Пошто је већина квазара нерешива, због великих удаљености у свемиру, телескопом. Флуктуације светлости виде се само као једна тачка података која се заснива на светлини читавог квазара. Међутим, КСО2237 + 0305 представља четири слике квазара и свака слика наглашава блиставост која потиче из различите перспективе квазара. Телескопским надзором све четири слике истовремено, могу се открити и забележити мале разлике у интензитету слике у погледу величине, датума и времена. Током неколико месеци до година, може се догодити знатан број таквих „појачаних појачања“. Обрасци који настају након њиховог појављивања (од једног погледа 17. величине до другог) могу се затим анализирати да би се приказало кретање и интензитет. Из овога је могуће видети супер високе резолуције нормално невидљиве структуре у квазару.
Можете ли ви и ваш пријатељ са 20-инчним доб-невтонианом то учинити?
Свакако - али не без неке скупе опреме и доброг руковања неким сложеним алгоритамима математичког осликавања. Лепо место за почетак, можда, једноставно би било да завртите галаксију и неко време висите с крстом ...
Написао Јефф Барбоур
