|
Пример фантастического кольца Эйнштейна
|
|
|
|
Самые запоминающиеся астрономические изображения переносят нас через пространство и время к звездам и галактикам, находящимся на расстоянии миллиардов световых лет. В центре этого снимка, сделанного космическим телескопом «Хаббл», находится скопление из трех галактик. Они не так уж близко друг к другу, хотя на этом изображении они кажутся. Что интересно в этом изображении, так это то, что оно является прекрасным примером гравитационного кольца Эйнштейна, а его открытие стало возможным благодаря представителям общественности. Давайте рассмотрим это изображение более подробно. Начните с центрального точечного источника света. Это галактика на переднем плане под названием SDSS J020941.27+001558.4, которая находится на расстоянии почти трех миллиардов световых лет от нас. Вероятно, здесь находятся миллионы или миллиарды звезд, планет, туманностей и других объектов. Есть еще одна галактика, называемая SDSS J020941.23+001600.7, которая появляется чуть выше центральной — и она тоже является домом для миллионов звезд.
|
|
|
|
Обе эти галактики выглядят так, будто окружены красноватым светящимся кольцом. Хотите верьте, хотите нет, но это тоже галактика. Но то, что мы видим, — это его искаженное изображение. Она очень далека, и мы видим ее такой, какой она была, когда Вселенной было всего 2,6 миллиарда лет. Итак, далекая линзованная галактика HerS J020941.1+001557 не имеет кольцеобразной формы. Это просто кажется таким из-за фантастического слияния гравитационных эффектов. Галактика лежит почти сразу за более близкой (центральной точкой света). Когда свет далекой галактики путешествует по космосу, он проходит через гравитационное поле промежуточной галактики. Это «искажает» свет и искажает внешний вид галактики, придавая ей форму кольца, которую мы видим здесь. Оно называется «Кольцо Эйнштейна», потому что гравитационное поле галактики (или, в некоторых случаях, промежуточного скопления галактик) создает «линзу», искажающую свет.
|
|
|
Общая теория относительности Эйнштейна предсказывает, что сильные гравитационные поля влияют на свет, когда он проходит (или поблизости). Если все части находятся на идеальной линии друг с другом (то есть фоновая галактика, источник гравитации и Земля), то вы получите идеальную форму кольца. Даже небольшое отклонение от идеального состава приведет к образованию гравитационной дуги или частичного кольца. Вот что мы видим здесь. Хотя кольца Эйнштейна относительно редки, примеры гравитационного линзирования существуют по всей Вселенной. Оказывается, линзированные изображения далеких галактик и квазаров представляют собой интересную науку. Например, количество линз, искажающих изображение удаленного объекта, многое говорит астрономам о линзирующей галактике или скоплении галактик. Получив эту информацию, исследователи смогут использовать ее, чтобы «реконструировать» фоновую галактику и узнать больше о ее звездах. Линзирование дает возможность увидеть древние галактики и даже отслеживать такие явления, как взрывы сверхновых в этих далеких объектах. Ученые используют линзированные объекты, чтобы узнать больше о темной материи и ее свойствах и даже оценить скорость расширения Вселенной.
|
|
|
|
Хаббл и другие телескопы сделали множество изображений этих космических групп, больше, чем времени на их полное изучение. Группа астрономов собрала изображения с инструмента «Hyper Suprim-Cam» (HSC) телескопа Субару и поместила их в базу данных. Эти изображения являются частью огромного исследования неба, проведенного HSC. По оценкам ученых, на изображениях HSC могут быть запечатлены сотни линз. Они решили сделать их доступными через Zooniverse, портал гражданской науки. Затем они предложили представителям общественности разобраться в изображениях в рамках проекта под названием Space Warps. Целью был поиск линз. В частности, они хотели найти Кольца Эйнштейна. В январе 2014 года гражданские ученые с сайта Spacewarps идентифицировали эту линзу в данных HSC. Это результат многочасовой классификации гравитационных линз, выполненной на основе данных HSC. Они были одной из четырех групп, обнаруживших эту линзу, и она также была идентифицирована на изображениях канадско-французско-гавайского телескопа, телескопа «Гершель» и зонда «Планк». С тех пор линзу изучали многие другие телескопы, в том числе Хаббл.
|
|
|
|
Гравитационные линзы, подобные этой, предоставляют уникальный способ изучения ранних эпох космического времени. Тщательное изучение искривленных галактик и квазаров дает представление о том, как они выглядели, когда Вселенная была очень молодой. Мы можем следить за их формированием, созданием (и смертью) их звезд и тем, как меньшие галактики объединялись, образуя более крупные. Линзированные изображения активных галактических ядер могут также дать некоторые серьезные намеки на формирование центральных сверхмассивных черных дыр в ранней истории. Думайте о гравитационных линзах как о способе исследования тусклых и далеких областей Вселенной. Они почти как машины времени, позволяющие нам лучше взглянуть на древние космические события и процессы. Некоторые из этих линз не столь драматичны, как эта, но даже более слабые позволяют нам увидеть более отдаленные объекты и дают представление о гравитационных структурах, которые их создают.
|
|
|
|
Источник
|
