Resim kredisi: ESO
Avrupa Güney Gözlemevi'nden gökbilimciler, uzak bir kuasardan gelen ışığın daha yakın bir galaksinin yerçekimi ile çarpıldığı ve büyütüldüğü çok nadir bir “Einstein halkası” yerçekimi merceği buldular. İki nesne o kadar yakın hizalanmış ki, kuasar görüntüsü burada Dünya'daki bakış açımızdan galaksinin etrafında bir halka oluşturur. Dikkatli ölçümlerle ekip, kuasarın 6,3 milyar ışık yılı uzaklıkta olduğunu ve galaksinin sadece 3,5 milyar ışık yılı uzakta olduğunu belirledi ve bu da onu şimdiye kadar keşfedilen en yakın çekim lensi haline getirdi.
La Silla'da (Şili) ESO 3.6 metrelik teleskop kullanarak, uluslararası bir gökbilimciler ekibi [1] güney takımyıldızı Krateri'nde (Kupa) karmaşık bir kozmik serap keşfetti. Bu “yerçekimi mercek” sistemi, aynı kuasarın (en az) dört görüntüsünün yanı sıra, kuasarın içinde bulunduğu galaksinin halka şeklinde bir görüntüsünden oluşur - “Einstein halkası” olarak bilinir. Bu ilgi çekici optik illüzyona neden olan daha yakın mercek gökadası da iyi görülebilir.
Ekip, La Silla gözlemevinde de ESO 3,5 m Yeni Teknoloji Teleskopuna (NTT) monte edilen yeni EMMI kamera ile bu nesnelerin spektrumlarını elde etti. Mercekli kuasarın [2] 6.300 milyon ışıkyılı uzaklıkta (“kırmızıya kayması” z = 0.66 [3]) olduğunu, mercek veren eliptik gökada ise kuvasarın ve aramızda, uzak bir mesafede 3.500 milyon ışık yılı (z = 0.3).
Sistem RXS J1131-1231 olarak adlandırıldı - şimdiye kadar keşfedilen en yakın yerçekimi lensli quasar.
Kozmik seraplar
“Yerçekimi merceğinin” (“kozmik serap” olarak da bilinir) arkasındaki fiziksel prensip, 1916'dan beri Albert Einstein'ın Genel Görelilik Teorisinin bir sonucu olarak bilinmektedir. Devasa bir nesnenin yerçekimi alanı Evrenin yerel geometrisini kıvrılır, bu nedenle nesneye yakın gelen ışık ışınları bükülür (Dünya yüzeyinde “düz bir çizgi” gibi Dünya yüzeyinin eğriliği nedeniyle mutlaka eğrilir) .
Bu etki ilk olarak 1919'da toplam güneş tutulması sırasında gökbilimciler tarafından gözlemlendi. Tutulan Güneş'in yakınındaki karanlık gökyüzünde görülen yıldızların doğru konumsal ölçümleri, Einstein'ın teorisinin öngördüğü kadar Güneş'in karşısındaki yönde belirgin bir yer değiştirmeyi gösterdi. Etki, yıldız fotonlarının bize giderken Güneş'in yanından geçtiklerinde yerçekimi çekiminden kaynaklanmaktadır. Bu tamamen yeni bir fenomenin doğrudan bir teyidi idi ve fizikte bir kilometre taşıydı.
1930'larda, İsviçre uyruklu ve Kaliforniya'daki Mount Wilson Gözlemevi'nde çalışan gökbilimci Fritz Zwicky (1898 - 1974), aynı etkinin galaksilerin ve büyük galaksi kümelerinin yeterince kompakt ve büyük olabileceği alanlarda da olabileceğini fark etti. ışığı daha uzaktaki nesnelerden bükmek için. Bununla birlikte, sadece yirmi yıl sonra, 1979'da, kozmik bir serapın ilk örneği keşfedildiğinde (aynı uzak kuasarın iki görüntüsü olarak) fikirlerinin gözlemsel olarak doğrulandığı doğrulandı.
Kozmik seraplar genellikle kuasar ile aramızda bulunan bir gökada ile merceklenen tek bir kuasarın [2] çoklu görüntüleri olarak görülür. Kuasarın görüntülerinin sayısı ve şekli, quasarın, mercek gökadasının ve bize göreceli konumlarına bağlıdır. Dahası, hizalama mükemmel olsaydı, mercekleme nesnesinin etrafında halka şeklinde bir görüntü de görürdük. Bu tür “Einstein halkaları” çok nadirdir ve çok az vakada gözlemlenmiştir.
Yerçekimi mercekleme etkisinin bir başka özel ilgi alanı, aynı nesnenin yalnızca çift veya birden çok görüntüsüyle sonuçlanmasının yanı sıra, bu görüntülerin parlaklığının, sıradan bir optik mercekte olduğu gibi önemli ölçüde artmasıdır. Böylece uzak gökadalar ve gökada kümeleri, halihazırda mevcut astronomik teleskoplarla algılanamayacak kadar zayıf olan daha uzak nesneleri gözlemlememizi sağlayan “doğal teleskoplar” gibi davranabilir.
Görüntü keskinleştirme teknikleri kozmik seramiği daha iyi çözer
RXS J1131-1231 olarak adlandırılan yeni bir yerçekimi merceği, Mayıs 2002'de La Silla Gözlemevi'nde ESO 3.6-m teleskopuyla çekilen quasar görüntüleri incelerken Şili'deki ESO'da doktora öğrencisi Dominique Sluse tarafından tesadüfen keşfedildi. Bu sistemin keşfi, gözlemler sırasında geçerli olan iyi gözlem koşullarından yararlandı. Bu görüntülerin basit bir görsel incelemesinden, Sluse geçici olarak sistemin dört yıldız benzeri (lensli quasar görüntüleri) ve bir diffüz (lensli galaksi) bileşenine sahip olduğu sonucuna vardı.
Bileşenler arasındaki çok küçük ayırma, bir ya da daha az bir dereceye kadar ve karasal atmosferdeki türbülansın (“görme”) neden olduğu kaçınılmaz “bulanıklaştırma” etkisi nedeniyle, gökbilimciler daha yüksek üretmek için sofistike görüntü keskinleştirme yazılımı kullandılar. hassas parlaklık ve konumsal ölçümlerin yapılabileceği çözünürlük görüntüleri (ayrıca bkz. ESO PR 09/97). Bu “dekonvolüsyon” tekniği, bu karmaşık sistemi çok daha iyi görselleştirmeyi ve özellikle ilişkili Einstein halkasını, daha sonra doğrulamayı ve daha dikkat çekici hale getirmeyi mümkün kılmaktadır. PR Fotoğraf 20a / 03.
Kaynağın ve lensin tanımlanması
Gökbilimciler [1] daha sonra bu mercek sisteminin bireysel görüntü bileşenlerinin spektrumlarını elde etmek için La Silla'daki ESO 3,5-m Yeni Teknoloji Teleskopunu (NTT) kullandı. Bu zorunludur, çünkü insan parmak izleri gibi, spektrumlar gözlenen nesnelerin açık bir şekilde tanımlanmasına izin verir.
Bununla birlikte, bu kolay bir görev değildir çünkü kozmik serapın farklı görüntüleri gökyüzünde birbirine çok yakındır ve temiz ve iyi ayrılmış spektrumlar elde etmek için mümkün olan en iyi koşullara ihtiyaç vardır. Bununla birlikte, NTT'nin mükemmel optik kalitesi, makul derecede iyi görme koşulları (yaklaşık 0.7 ark saniye) ile birleştiğinde, gökbilimcilerin hem kaynağın hem de mercek gibi hareket eden nesnenin “spektral parmak izlerini” tespit etmesini sağladı. ESO PR Fotoğraf 20b / 03.
Spektrumların değerlendirilmesi, arka plan kaynağının, yaklaşık 6.300 milyon ışıkyılı mesafeye karşılık gelen, z = 0.66 [3] kırmızıya kayması olan bir kuasar olduğunu göstermiştir. Bu kuasardan gelen ışık, kırmızıya kayma z = 0.3 olan büyük bir eliptik galaksi ile merceklenir, yani 3.500 milyon ışık yılı mesafede veya kuasar ile aramızın yaklaşık yarısında. Bugüne kadar bilinen en yakın kütleçekimsel mercekli kuasardır.
Merceğin özgül geometrisi ve mercek gökadasının konumu nedeniyle, kuasarın bulunduğu geniş galaksiden gelen ışığın da merceklenmesi ve halka şeklinde bir görüntü olarak görünür olması gerektiğini göstermek mümkündür. Durumun gerçekten böyle olduğunu, daha yakın mercek gökadasının görüntüsünü çevreleyen böyle bir “Einstein halkasının” varlığını açıkça gösteren PR Photo 20a / 03 tarafından kanıtlanmıştır.
Makro mercek içinde mikro mercek?
Bu sistemde gözlenen bireysel lensli görüntülerin özel konfigürasyonu, gökbilimcilerin sistemin ayrıntılı bir modelini üretmesini sağlamıştır. Bundan sonra, çeşitli lensli görüntülerin nispi parlaklığı hakkında tahminlerde bulunabilirler.
Biraz beklenmedik bir şekilde, kuasarın en parlak üç benzeri görüntüsünün tahmini parlaklıklarının gözlemlenenlerle uyumlu olmadığını keşfettiler - bunlardan biri beklenenden daha parlak bir büyüklük (yani 2.5 faktör) olduğu ortaya çıktı. . Bu tahmin Genel Görelilik konusunu sorgulamaz, ancak bu sistemde başka bir etkinin işe yaradığını gösterir.
Takım tarafından ileri sürülen hipotez, görüntülerden birinin “mikrolensing” e tabi olmasıdır. Bu etki, kozmik serap ile aynı yapıdadır - nesnenin birden fazla amplifiye edilmiş görüntüsü oluşur - ancak bu durumda, mercek galaksisindeki tek bir yıldızdan (veya birkaç yıldızdan) ek ışık ışını sapmasına neden olur. Sonuç, makro mercekli görüntülerden birinde kuasarın ek (çözülmemiş) görüntüleri olmasıdır.
Sonuç, bu özel görüntünün “aşırı büyütülmesi” dir. Bunun gerçekten böyle olup olmadığı yakında Paranal'daki (Şili) ESO Çok Büyük Teleskop (VLT) ve ayrıca New Mexico'daki (ABD) Çok Büyük Dizi (VLA) radyo gözlemevi ile bu yerçekimsel lens sisteminin yeni gözlemleriyle test edilecektir. ).
Görünüm
Şimdiye kadar, çoğu durumda aynı kuasarın 2 veya 4 görüntüsünü gösteren 62 çoklu görüntülü kuasar keşfedildi. Kuasarın ve özellikle halka benzeri görüntülerin uzatılmış görüntülerinin varlığı genellikle radyo dalga boylarında gözlenir. Bununla birlikte, bu optik alanda nadir bir fenomen olmaya devam etmektedir - şimdiye kadar sadece dört sistem optik / kızılötesi telekomlar tarafından görüntülenmiştir.
Şimdi keşfedilen karmaşık ve nispeten parlak RXS J1131-1231 sistemi benzersiz bir astrofizik laboratuvarıdır. Nadir özellikleri (örn. Parlaklık, halka şeklinde bir görüntünün varlığı, küçük kırmızıya kayma, X-ışını ve radyo emisyonu, görünür lens,…) şimdi gökbilimcilerin mercek gökadasının yıldız içeriği de dahil özelliklerini incelemesine olanak tanıyacak, yapı ve kütle dağılımı ayrıntılı olarak ve kaynak morfolojisini incelemek. Bu çalışmalar şu anda Paranal'daki VLT, New Mexico'daki VLA radyo interferometresi ve Hubble Uzay Teleskobu ile elde edilen yeni gözlemleri kullanacak.
Daha fazla bilgi
Bu basın bülteninde açıklanan araştırma, yakında Avrupa profesyonel dergisi Astronomi ve Astrofizik'te (“Optik Einstein halka adayı olan dörtlü olarak görüntülenen bir quasar: 1RXS J113155.4-123155”), Editör'e yazılan bir mektupta sunuldu. Sluse ve ark.).
Yerçekimi merceği ve bu araştırma grubu hakkında daha fazla bilgi şu adreste bulunabilir: http://www.astro.ulg.ac.be/GRech/AEOS/.
notlar
[1]: Takım Dominique Sluse, Damien Hutsemakers ve Thodori Nakos (ESO ve Institut d'Astrophysique et de G? Ophysique de l'Universit? De Li? Ge - IAGL), Jean-Fran? Ois Claeskens'den oluşuyor , Fr? D? Ric Courbin, Christophe Jean ve Jean Surdej (IAGL), Malvina Billeres (ESO) ve Sergiy Khmil (Shevchentko Üniversitesi Astronomi Gözlemevi).
[2]: Kuasarlar özellikle merkezleri müthiş miktarlarda enerji ve enerjik parçacıklar yayan aktif galaksilerdir. Merkezlerinde büyük bir kara delik barındırdıklarına ve çevredeki madde bu kara deliğe düştüğünde enerjinin üretildiğine inanılmaktadır. Bu tür bir nesne ilk olarak 1963'te Hollandalı-Amerikalı gökbilimci Maarten Schmidt tarafından Palomar Gözlemevi'nde (California, ABD) keşfedildi ve adı, o zaman elde edilen görüntülerdeki “yıldız benzeri” görünümlerini ifade ediyor.
[3]: Astronomide “kırmızıya kayma”, bir nesnenin spektrumundaki çizgilerin daha uzun dalga boylarına kaydırıldığı kesri belirtir. Bir kozmolojik nesnenin kırmızıya kayması mesafe ile arttığından, uzak bir galaksinin gözlenen kırmızıya kayması da mesafesinin bir tahminini sağlar.
Orijinal Kaynak: ESO Haber Bülteni
