Nær perfekt “Einstein Ring” gravitasjonslinse. Bildekreditt: ESO / VLT. Klikk for å forstørre.
Dette er Einsteins år. For hundre år siden ble en lite kjent sveitsisk patentansvarlig i de første årene av en vitenskapelig karriere konfrontert med en serie paradokser relatert til tid og rom, energi og materie. Begav med en dyp intuisjon og en kraftig fantasi, reiste Albert A. Einstein seg ut av uklarhet for å presentere en helt ny måte å se på naturfenomen på. Einstein viste oss at den tiden hadde veldig lite med klokker å gjøre, energi har mindre å gjøre med kvantitet og mer å gjøre med kvalitet, plass var ikke bare? En stor firkantet boks å putte ting i ”, materie og energi var to sider av den samme kosmiske mynten, og tyngdekraften hadde en dyp innvirkning på alt - lys, materie, tid og rom.
I dag bruker vi alle disse prinsippene? forkynt for et århundre siden - for å undersøke de fjerneste tingene i universet. På grunn av Einsteins undersøkelse av den fotoelektriske effekten, forstår vi nå hvorfor lys ikke er kontinuerlig, men nysgjerrig pynt av mørke og lyse linjer som forteller oss når det lyset ble sendt ut, hva som sendte det ut. og hva slags ting som berører det på sine reiser. På grunn av Einsteins innsikt i konvertering av masse og energi, forstår vi nå hvordan fjerne soler lyser opp kosmos, og hvor kraftige magnetfelt pisker partikler opp til overveldende hastigheter senere for å komme ned på jordens atmosfære. Og fordi tyngdekraften nå forstås for å påvirke alt, har vi lært hvordan fjerne objekter kan fange og fokusere lys fra enda fjernere objekter.
Selv om vi ennå ikke har funnet et helt perfekt eksempel på gravitasjonslinsing i universet, er vi i dag mye nærmere det idealet. I et papir med tittelen “Oppdagelsen av en høysteinskiftet Einstein-ring” publisert 27. april 2005, rapporterer Remi Cabanac fra Canada-Frankrike-Hawaii Teleskop, på Hawaii og tilknyttede selskaper ”funnet om en delvis Einsteinring… produsert av en massiv ( og tilsynelatende isolert) elliptisk galakse. ” Før dette funnet ble den mest komplette Einstein-ringen som ble oppdaget dokumentert i 1996 av S.J. Warren fra Imperial College i London. Den ringen - også en av få synlige i optisk lys - er litt mindre enn en halv sirkel i omkrets (170 grader).
Remi Cabanac forklarte at han "oppdaget systemet mens han observerte ved European Southern Observatory Very Large Telescope i Chile med en spektrobilde kalt FORS1." Remi sier at han fullførte ansvarsområdene sine som en tjeneste-astronom, "observerte for Helmut Jerjen (medforfatter av papiret) og gjorde dyp avbildning av nærliggende dverggalakser i utkanten av en velkjent galakse-klynge i Fornax." Remi fortsatte å si at hans “øye ble tiltrukket av den veldig uvanlige lyse buen nordvest i feltet, jeg visste at det var noe ganske fantastisk fordi linsebuer vanligvis er veldig svake, og jeg observerte i rødt bånd mens buer vanligvis er blåaktig. .”
For å bekrefte mistankene om en ny oppdagelse gikk Remi "til den astronomiske databasen, men ingenting eksisterte under koordinatene." Senere konsulterte Remi seg med “Chris Lidman (en annen medforfatter og linsekspert) og viste ham bildet. Han kunne ikke tro at det var et objektiv med det første fordi det var så lyst og iøynefallende, Chris trodde det kunne være en gjenstand på bildet. " Med Chris 'støtte søkte Remi om spektroskopisk oppfølging og innså at det både var en ekte gravitasjonslinser og et veldig betydelig funn, fordi bakgrunnskilden var sterkt forsterket og veldig langt borte. "
I følge papiret skriver ringen en "C-formet" sirkel på 270 grader i nesten fullstendig omkrets med en tilsynelatende radius på litt mer enn 1 3/4 bue sekunder - omtrent størrelsen på en stjerners "virtuelle" bilde sett på høy effekt gjennom et lite amatørteleskop. Linsegalaksen er en gigantisk elliptisk lik M87 i Virgo-Coma-klyngen. Linsen ligger omtrent 7 milliarder lysår fjern i retning av stjernebildet Fornax (synlig fra varmere tempererte nordlige halvkule og himmel på den sørlige halvkule). Kildegalaksen har et rødt skifte på 3,77 - noe som antyder en lavkonjunkturavstand på omtrent 11 BLY-er. Kilde- og linsegalakse har fått betegnelsen FOR J0332-3557 3h32m59s, -35d57m51s og ligger nær Fornax galakse-klyngen - men langt utenfor den når det gjelder reelt rom.
Det som gjør denne spesielle oppdagelsen så interessant astronomisk er det faktum at linsegalaksen er veldig massiv, befinner seg i en periode med stjernefødselsrøst, ligger i så stor avstand fra Jorden, og kan isoleres fra andre klyngalakser i seg selv romlig lokalitet. I mellomtiden er kildegalaksen betydelig lysere (med en absolutt stjernestørrelse) enn andre Lyman-bruddgalakser (galakser som forskyver Lyman Break med 912 ångstrømmer inn i den synlige delen av spekteret), er dårlig i utslippslinjene og hadde nylig fullførte en syklus med rask stjernefødsel (“starburst”). Alle disse faktorene tilsammen betyr at FOR J0332 kunne gi et vell av data om galakdannelse før universets nåværende inflasjonsepoke.
I følge vitenskapsteamet er "et av de viktigste spørsmålene i galaksedannelse innenfor den nåværende LCDM (Lambda Cold Dark Matter) rammeverket for strukturdannelse massemonteringshistoriene til galaktiske haloer." Nåværende tankegang er at galakser akkumulerer glamasse - den enorme sfæriske bule med lav lysstyrke som omgir galaktiske kjerner - før stjernedannelse virkelig starter. En måte å undersøke denne ideen er å bestemme hvordan masse-til-lysforhold endrer seg over tid mens galakser utvikler seg . Men for å gjøre det, må du prøve massene og lysstyrken til så mange galakser som mulig, av en rekke typer, over det bredest mulige romområdet og tiden.
Oppdagelsen av FOR J0332 - og de tre andre delvise Einstein-ringobjektene - hjelper astronomer ved å legge til eksempler på galakser som normalt ikke kan påvises i store avstander. Fra papiret, "Ulike dype undersøkelser har avdekket forskjellige galakspopulasjoner, men utvalgskriteriene produserte partiske prøver: UV-utvalgte og smalbånd-utvalgte prøver er følsomme for aktivt stjernedannende galakser og partisk mot rolige, utviklede systemer mens de er under millimeter og nær-infrarøde undersøkelser velger henholdsvis støvete stjerneskuddgalakser og veldig røde galakser. ”
Hvilke konklusjoner kan vi trekke basert på denne oppdagelsen?
Remi understreker betydningen av dette funnet ved å si “Kilden forsterket av linsen er galaksen med den klareste tilsynelatende lysstyrken som noen gang er oppdaget på en slik avstand. Det vil gi oss unik informasjon om de fysiske forholdene som hersket i det interstellare mediet da universet bare var 12% av sin nåværende alder. Formen på kilden er også veldig viktig fordi den gir mengden masse i linsen med en rødforskyvning på z = 1. Bare en håndfull Einstein-ringer er blitt oppdaget ved så høy rødskift. Det vil gi en viktig måling på hvordan elliptisk galaksmasse utviklet seg gjennom tid. "
Skrevet av Jeff Barbour
