Einstein halka yerçekimi merceği: SDSS J163028.15 + 452036.2. Fotoğraf kredisi: Hubble. Büyütmek için tıklayın
Albert Einstein genel görelilik teorisini yaklaşık bir asır önce geliştirirken, büyük nesnelerden gelen çekim alanının alanı dramatik bir şekilde çarpıtmasını ve ışığı saptırmasını önerdi.
Bu etkinin yarattığı optik illüzyona yerçekimi merceği denir. Doğada, daha uzaktaki nesnelerin ışığını bozan ve artıran dev bir büyüteç merceğine sahip olmakla eşdeğerdir. Einstein, yerçekimi merceğini 1936'da yayınlanan bir makalede anlattı. Ancak, ön plandaki yıldızların çarpıtma uzayının ürettiği optik çarpıklıkların, zamanının en büyük teleskopları tarafından ölçülemeyecek kadar küçük olacağı için etkinin gözlemlenemez olduğunu düşündü.
Şimdi, neredeyse bir asır sonra, gökbilimciler, daha önce bilinen yaklaşık 100 yerçekimi merceğine önemli ölçüde katkıda bulunan 19 yeni “yerçekimi lensli” gökada tanımlamak için Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması (SDSS) ve NASA'nın Hubble Uzay Teleskobu olmak üzere iki güçlü astronomik varlığı birleştirdiler. Bu 19 arasında, belki de mercekleme fenomeninin en zarif tezahürü olan sekiz yeni “Einstein halkası” buldular. Daha önce görünür ışıkta sadece bu tür üç halka görülmüştü.
Yerçekimi merceklemesinde, uzak galaksilerden gelen ışık, yoldaki herhangi bir büyük nesnenin yerçekimi alanı ile Dünya'ya giderken saptırılabilir. Bu nedenle galaksinin bir yay veya birden fazla ayrı görüntüye çarpık olduğunu görüyoruz. Her iki gökada tam olarak sıralandığında, ışık ön gökada etrafında Einstein halkası adı verilen bir boğa gözü deseni oluşturur.
Yeni keşfedilen lensler, Sloan Lens ACS Anketi (SLACS) adı verilen devam eden bir projeden geliyor. Harvard-Smithsonian Cambridge Astrofizik Merkezi'nden Adam Bolton ve Hollanda'daki Kapteyn Astronomi Enstitüsü'nden Leon Koopmans'ın liderliğindeki bir gökbilimciler ekibi, yüz binlerce optik eliptik gökada spektrumundan aday lensleri seçti Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması. Daha sonra onaylamak için Hubble’ın Anketler için Gelişmiş Kamerasının keskin gözlerini kullandılar.
Bolton, “SDSS'nin muazzam ölçeği, Hubble teleskopunun görüntüleme kalitesi ile birlikte, bu yeni yerçekimi lenslerinin keşfi için eşi benzeri görülmemiş bir fırsat yarattı” dedi. “Her 1000 galaksiden birini, başka bir galaksinin kütleçekimsel merceklenme belirtilerini gösteren tanımlamayı başardık.”
SLACS ekibi 2 ila 4 milyar ışıkyılı uzaklıktaki yaklaşık 200.000 gökada spektrumunu taradı. Ekip, Dünya'dan iki kat uzakta ve daha yakın galaksilerin hemen arkasındaki gökadalardan kaynaklanan emisyonların açık kanıtlarını arıyordu. Daha sonra bu aday mercek gökadalarının 28'inin görüntülerini yakalamak için Hubble’ın Anketler için Gelişmiş Kamerasını kullandılar. Bu adaylardan 19'unun ürettiği yayları ve halkaları inceleyerek, gökbilimciler ön plandaki gökadaların kütlesini tam olarak ölçebilirler.
Garip şekiller üretmenin yanı sıra, yerçekimi mercekleme, gökbilimcilere eliptik galaksilerde karanlık maddenin dağılımının en doğrudan probunu verir. Karanlık madde, henüz doğrudan gözlenmemiş, görünmez ve egzotik bir madde biçimidir. Gökbilimciler yerçekimi etkisini ölçerek varlığını çıkarırlar. Karanlık madde galaksilerde yaygındır ve evrenin toplam kütlesinin çoğunu oluşturur. Galaksilerdeki karanlık maddeyi arayarak gökbilimciler, erken evrendeki topaklı karanlık madde konsantrasyonları etrafında başlamış olması gereken gökada oluşumu hakkında bilgi edinmeyi umuyorlar.
Bolton, “Sonuçlarımız, ortalama olarak, bu“ eliptik lens gökadalarının ”spiral gökadalarda gözlemlenenle aynı özel kütle yoğunluğu yapısına sahip olduğunu göstermektedir. “Bu, mercek gökadasının merkezinden uzaklaşıp soluk eteklerine doğru hareket ettikçe yıldızlara göre karanlık madde oranındaki bir artışa karşılık geliyor. Ve bu mercek gelaksileri nispeten parlak olduğundan, bu sonucu merceklerdeki yıldız hareketlerinin daha fazla yere dayalı spektroskopik gözlemleriyle katılaştırabiliriz. ”
Koopmans, “Bunları ve diğer çekimsel lensleri birkaç milyar yıl öncesine kadar inceleyebilmek, karanlığın [görünmez] ve görünür kütle dağılımının kozmik zamanla değişip değişmediğini doğrudan görmemizi sağlıyor. “Bu bilgilerle, gökadaların çarpışmadan oluştuğu ve daha küçük gökadaların birleşmesinden oluşan yaygın fikirleri test edebiliriz.”
SLACS lens adayı örneğinin seçildiği Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması, gökyüzünün ve haritanın dörtte birindeki 100 milyondan fazla nesnenin renklerini ve parlaklığını ölçmek için özel olarak inşa edilmiş yer tabanlı bir teleskopla 1998'de başladı. bir milyon galaksiye ve kuasarlara olan uzaklıklar. Bir SLACS ekip üyesi olan Cambridge, Massachusetts'teki Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden Scott Burles, “Bu tür yerçekimi lens araştırması SDSS'nin orijinal hedefi değildi, ancak SDSS verilerinin mükemmel kalitesi sayesinde mümkün oldu” dedi. ve SDSS'nin yaratıcılarından biri.
Santa Barbara California Üniversitesi'nden SLACS ekip üyesi Tommaso Treu, “SDSS veritabanının büyük boyutunun bir ek avantajı, belirli bilim hedeflerine en uygun lensleri bulmak için arama ölçütlerimizi tasarlayabilmemiz” dedi. . “Şimdiye kadar hedeflerimiz olarak en büyük gökadaları seçerken, araştırmanın sonraki aşamalarında daha küçük mercek gökadalarını hedefliyoruz. Gökadaların yapısının gökada büyüklüğü ile değiştiği yönünde öneriler vardır. Bu nadir nesneleri "talep üzerine" belirleyerek, yakında bunun doğru olup olmadığını ilk kez test edebileceğiz. "
NASA Jet Propulsion Laboratuvarı ve Kaliforniya Pasadena, Kaliforniya'daki Teknoloji Enstitüsü'nden SLACS ekip üyesi Leonidas Moustakas eklendi: “Bu Einstein halkaları, mercekli galaksilerin rakipsiz büyütülmüş bir görüntüsünü veriyor ve yıldızları ve oluşum geçmişlerini incelememizi sağlıyor. bu uzak gökadalar. ”
SLACS Anketi devam ediyor ve ekip şimdiye kadar Hubble'ı aday lens gökadalarının yaklaşık 50'sini incelemek için kullandı. Nihai toplamın 100'den fazla olması ve aralarında daha fazla yeni lens bulunması bekleniyor. Araştırmanın ilk bulguları Astrofizik Dergisi'nin Şubat 2006 sayısında ve bu dergiye gönderilen diğer iki makalede yer alacaktır.
Orijinal Kaynak: Hubblesite Haber Bülteni
