VLA
Astronomi diljem svijeta možda su izgubili pristup svojim teleskopima tijekom koronavirusa pandemije, sklonište na mjestu zajedno s nama ostalima, ali to ih nije spriječilo da napreduju njihovo polje. Dva su astronoma iskoristila gašenje kako bi pročešljala postojeće skupove podataka u potrazi za rijetkom vrstom kvazara i na kraju ponovno otkrila tzv.Einsteinov prsten“ prvi put uočeno 1987. Postali su prvi koji su službeno izmjerili njegovu udaljenost od Zemlje, kako je objavljeno u nedavni rad objavljeno u The Astrophysical Journal Letters.
Einsteinov prsten izravna je posljedica opće teorije relativnosti; masa savija i iskrivljuje prostorvrijeme, a svjetlost mora slijediti tu zakrivljenost. (An Einsteinov križ još je rjeđi učinak.) Kao Za Ars je izvijestio Matthew Francis davne 2012. godine:
Za dovoljno veliku masu, pomak svjetlosti može biti dovoljno velik da ga možemo izmjeriti i može proizvesti slike originalnog izvora svjetlosti s lećama. U
gravitacijska leća, leća je galaksija ili skup galaksija koji leži između Zemlje i udaljenog izvora, koji je i sam obično galaksija. Ako je leća izravno u vidnom polju, slika izvorne galaksije može biti iskrivljena u Einsteinov prsten, kružna slika izvora. Proučavanjem oblika i drugih karakteristika slike, promatrači mogu rekonstruirati pojedinosti o leći i izvornim galaksijama.
Sam Einstein je mislio da bi bilo nemoguće promatrati Einsteinov prsten, ali on je mislio na prstenove formirane zvijezde, napominjući da bi bilo vrlo nevjerojatno natjerati zvijezde da se poravnaju na pravi način da proizvedu "aureolu" posljedica. Jedna bi zvijezda također tvorila premalu leću, čime bi prkosila, kao što je Einstein primijetio u list iz 1936, "moć razlučivanja naših instrumenata." (Kutna veličina Einsteinovog prstena raste s masom leće.) Ali galaksije (i jata galaksija) čine dovoljno masivnu leću.
Daljnje čitanje
Katarakta u gravitacijskoj leći može biti malena galaksijaKvazari su vrsta aktivne galaktičke jezgre—kompaktna područja u blizini središta galaksije koja odaju ogromne količine energije jer supermasivne crne rupe u njihovim središtima pohlepno proždiru materiju. Prvi su ih otkrili astronomi 1950-ih. Može biti teško uočiti kvazare jer su jako udaljeni, ali gravitacijska leća može pomoći, jer druga galaksija bliža Zemlji može djelovati kao leća, iskrivljujući svjetlost kvazara iza sebe i čineći ga svjetlije.
Postoji oko 200 poznatih kvazara s gravitacijskim lećama, ali druge je još teže uočiti jer su zaklonjeni svim plinom i prašinom koju je uzburkala crna rupa dok se hrani. To su bili predmeti interesa Daniela Sterna iz NASA-inog Laboratorija za mlazni pogon i njegovog koautora, Dominica Waltona s Instituta za astronomiju Sveučilišta u Cambridgeu.
Primjeri Einsteinovih prstenastih gravitacijskih leća snimljenih svemirskim teleskopom Hubble.
Istraživački tim NASA/ESA/SLACS
Pridržavajući se socijalnog distanciranja usred pandemije COVID-19, astronomi Dominic Walton (lijevo) i Daniel Stern (desno) surađivali na daljinu putem Zooma kako bi proveli svoju studiju zasjenjenog kvazara s lećama, MG 1131+0456 i odredili njegov udaljenost.
D. Stern, NASA JPL/D. Walton, Sveučilište Cambridge IoA
Pročešljali su stare javne podatke koje je prikupio W.M. Keck Observatory, kao i NASA-in Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) i Chandra X-ray Observatory. Podaci WISE-a posebno su se pokazali korisnima, budući da je plin i prašinu koji zaklanjaju te objekte kada ih tražimo pomoću vidljivog svjetla puno lakše uočiti u infracrvenim istraživanjima.
U tim podacima krije se prvi Einsteinov prsten koji su astronomi otkrili 1987., poznat kao MG 1131+0456, koristeći mrežu radioteleskopa Very Large Array. "Kako smo kopali dublje, iznenadili smo se da za tako poznati i svijetli izvor nikada nije izmjerena udaljenost", rekao je Stern. "Broj udaljenosti nužan je prvi korak za sve vrste dodatnih studija, kao što je korištenje leće kao alata za mjerenje povijesti širenja svemira i kao sonde za tamnu tvar."
Kako bi ispravili taj propust, Stern i Walton primijetili su da je zvjezdarnica Keck izvršila nekoliko promatranja kvazara između 1997. i 2007. godine. To im je omogućilo da izračunaju udaljenost objekta: 10 milijardi svjetlosnih godina od Zemlje. Zatim su odredili masu galaksije i upotrijebili podatke Chandra X-zraka iz 2000. kako bi otkrili koliko plina i prašine ima između Zemlje i kvazara u blizini njezina središta.
"Naš sljedeći korak je pronaći kvazare s lećama koji su još jače zasjenjeni od MG 1131+0456," rekao je Walton. “Pronalaženje tih igala bit će još teže, ali one su vani i čekaju da budu otkrivene. Ovi kozmički dragulji mogu nam dati dublje razumijevanje svemira, uključujući daljnji uvid u to kako supermasivne crne rupe rastu i utječu na svoje okruženje." Među ostalim pratećim studijama, svemirski teleskop James Webb, predviđen za lansiranje u ožujku 2021., mogao bi se koristiti za proučavanje tamne tvari u leći galaksija.
"Cijeli ovaj rad bio je pomalo nostalgičan za mene, tjerajući me da pogledam radove iz ranih dana moje karijere, dok sam još bio na postdiplomskom studiju," rekao je Stern. "Berlinski zid je još uvijek bio podignut kada je ovaj Einsteinov prsten prvi put otkriven, a svi podaci predstavljeni u našem radu su iz prošlog tisućljeća."
DOI: Astrophysical Journal Letters, 2020. 10.3847/2041-8213/ab922c (O DOI).
