Resim kredisi: SDSS
Kütleçekimsel mercekleme, kuasar gibi uzak bir nesneden gelen ışık, daha yakın bir nesnenin yerçekimi tarafından bozulduğunda meydana gelir. Gökbilimciler, çarpıklıkların çok büyük olduğu böyle bir lens keşfettiler, önemli miktarda karanlık maddeden kaynaklanmak zorundalar - tek başına görünür malzeme sorumlu olamazdı. Karanlık madde, Evrendeki galaksiler ve yıldızlar üzerindeki yerçekimi etkisiyle tahmin edilir, ancak şu ana kadar astronomlar bunun ne olduğundan gerçekten emin değiller; ister Dünya'dan görülemeyecek kadar soğuk olan normal bir madde, ister bir çeşit egzotik parçacık olsun.
Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması bilim adamları, şimdiye kadar kaydedilmiş en büyük ayrımı olan yerçekimi ile mercekli bir kuasar keşfettiler ve beklentilerin aksine bilinen en uzak, en aydınlık kuasarların dördünün yerçekimi ile merceklenmediğini keşfettiler.
Albert Einstein’ın Genel Görelilik Kuramı, devasa bir cismin kütleçekimsel çekiminin, uzak bir nesnenin ışığını bükerek ve deforme ederek bir mercek gibi davranabileceğini öngörüyor. Uzak bir kuasar ile Dünya arasında bir yerde bulunan devasa bir yapı, bir kuasarın ışığını “mercekleyebilir”, görüntüyü büyük ölçüde daha parlak hale getirir ve bir nesnenin birkaç görüntüsünü üretir.
NATURE dergisinin 18/25 Aralık sayısında yayınlanan bir makalede, Tokyo Üniversitesi lisansüstü öğrencileri Naohisa Inada ve Masamune Oguri liderliğindeki bir Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması (SDSS) ekibi, yakınlardaki dört kuasarın aslında Bir quasardan yerçekimi mercekleme ile dört görüntüye ayrılır.
İlk örnek 1979'da bulunduğundan bu yana 80'den fazla kütleçekimsel mercekli kuasar keşfedildi. Kataloglanmış mercekli kuasarın bir düzine SDSS keşifleridir; bunların yarısı Inada ve ekibinin çalışmalarının sonucudur.
Ancak bu son bulguyu bu kadar dramatik kılan şey, dört görüntü arasındaki ayrımın daha önce bilinen herhangi bir kütleçekimsel mercekli kuasardan iki kat daha büyük olmasıdır. Bu dörtlü lens kuasarının keşfine kadar, yerçekimi ile lensli bir kuasarda bilinen en büyük ayırma 7 ark saniye idi. SDSS ekibi tarafından bulunan kuasar takımyıldızı Leo Minor'da; 14.62 arcseconds ile ayrılmış dört görüntüden oluşur.
Bu kadar büyük bir ayırma elde etmek için, merceğe neden olan madde konsantrasyonunun özellikle yüksek olması gerekir. Bu yerçekimi merceğinin ön planında bir gökada kümesi vardır; Kümeyle ilişkili karanlık madde, eşi görülmemiş büyük ayrımdan sorumlu olmalıdır.
Inada, “Subaru 8.2 metrelik teleskop ve Keck teleskopunda elde edilen ek gözlemler, bu sistemin gerçekten bir yerçekimi merceği olduğunu doğruladı” diye açıklıyor. “Kütleçekimsel merceklerle bu kadar bölünmüş kuasarların çok nadir olduğu tahmin edilmektedir ve bu nedenle sadece SDSS gibi çok büyük araştırmalarda keşfedilebilir.”
Oguri ekledi: “Bugüne kadar incelenen 30.000'den fazla SDSS kuasarından böyle geniş bir yerçekimi merceğini keşfetmek, evrenin soğuk karanlık maddenin egemen olduğu modellerin teorik beklentileri ile mükemmel bir şekilde tutarlı. Bu, bu modeller için ek güçlü kanıtlar sunuyor. ” (Soğuk karanlık madde, sıcak karanlık maddenin aksine, bu tür kütleçekimsel merceğe neden olan sıkı kümeler oluşturur.)
Oguri, “Keşfettiğimiz yerçekimi merceği, görünür nesneler ile evrendeki görünmez karanlık madde arasındaki ilişkiyi keşfetmek için ideal bir laboratuvar sağlayacaktır.
Mart 2004'te Astronomi Dergisi'nde yayınlanacak ikinci bir makalede, Princeton Üniversitesi'nden Gordon Richards liderliğindeki bir ekip, yerçekimi mercek belirtileri için SDSS tarafından keşfedilen en uzak dört kuasarı incelemek için Hubble Uzay Teleskobu'nun yüksek çözünürlüğünü kullandı. .
Astronomi ile ilgili büyük mesafelere bakmak, zamanda geriye bakıyor. Bu kuasarlar, evrenin şimdiki yaşının yüzde 10'undan daha az olduğu bir zamanda görülür. Bu kuasarlar muazzam derecede aydınlıktır ve Güneş'in milyarlarca katı kütleli muazzam kara deliklerden güç aldığı düşünülmektedir. Araştırmacılar, bu kadar büyük kara deliklerin evrende bu kadar erken oluşmasının gerçek bir gizem olduğunu söyledi. Yine de, bu nesneler kütleçekimsel olarak merceklenirse, SDSS araştırmacıları önemli ölçüde daha küçük parlaklık ve dolayısıyla kara delik kütleleri çıkarırlar, bu da oluşumlarını açıklamayı kolaylaştırır.
“Bir kuasar ne kadar uzaksa, onunla izleyici arasında bir gökada olması daha olasıdır. Bu yüzden en uzak kuasarların merceklenmesini bekledik, ”diye açıklıyor Arizona Üniversitesi'nden SDSS araştırmacısı Xiaohui Fan. Bununla birlikte, beklentilerin aksine, dördünden hiçbiri, lenslemenin ayırt edici özelliği olan herhangi bir çoklu görüntü belirtisi göstermez.
“Kuasarların sadece küçük bir kısmı yerçekimiyle merceklenir. Ancak, bu parlak kuasarlar uzak evrende çok nadirdir. Mercekleme kuasarların daha parlak görünmesine ve bu nedenle daha kolay tespit edilmesine neden olduğundan, uzak kuasarlarımızın merceklenmesi en muhtemel olanları olmasını bekledik, ”dedi Columbia Üniversitesi'nden ekip üyesi Zoltan Haiman.
Richards, “Bu kuasarların merceklenmemesi, gökbilimcilerin Güneş kütlesinin birkaç milyar katına kadar kuarkların Büyük Patlama'dan bir milyar yıldan az bir süre oluştuğu fikrini ciddiye alması gerektiğini söylüyor” dedi. “Şu anda, SDSS'de teorisyenlere açıklamak için daha fazla süper kütleli kara delikler sunmak için daha fazla kırmızıya kayma gösteren kuasar örnekleri arıyoruz.”
Orijinal Kaynak: SDSS Haber Bülteni
