Σχεδόν τέλειος βαρυτικός φακός "Einstein Ring". Πιστωτική εικόνα: ESO / VLT. Κάντε κλικ για μεγέθυνση.
Αυτή είναι η χρονιά του Αϊνστάιν. Πριν από εκατό χρόνια, ένας λίγο γνωστός ελβετικός υπάλληλος διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας στα πρώτα χρόνια μιας επιστημονικής καριέρας αντιμετώπισε μια σειρά παράδοξων που σχετίζονται με το χρόνο και το χώρο, την ενέργεια και την ύλη. Προικισμένος με μια βαθιά διαίσθηση και μια ισχυρή φαντασία, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν ξεσηκώθηκε για να παρουσιάσει έναν εντελώς νέο τρόπο εξέτασης του φυσικού φαινομένου. Ο Αϊνστάιν μας έδειξε ότι ο χρόνος είχε πολύ λίγη σχέση με τα ρολόγια, η ενέργεια έχει λιγότερη σχέση με την ποσότητα και περισσότερο με την ποιότητα, ο χώρος δεν ήταν απλώς; ένα μεγάλο τετράγωνο κουτί για να βάλουμε πράγματα », η ύλη και η ενέργεια ήταν δύο πλευρές το ίδιο κοσμικό νόμισμα, και η βαρύτητα είχε μια βαθιά επίδραση σε όλα - φως, ύλη, χρόνος και χώρο.
Σήμερα χρησιμοποιούμε όλες αυτές τις αρχές; πριν από έναν αιώνα - για να διερευνήσει τα πιο απομακρυσμένα πράγματα στο Σύμπαν. Λόγω της έρευνας του Αϊνστάιν για το φωτοηλεκτρικό εφέ, καταλαβαίνουμε τώρα γιατί το φως δεν είναι συνεχές, αλλά περίεργα γεμάτο σκοτεινές και φωτεινές γραμμές που μας λένε πότε εκπέμπεται αυτό το φως, τι το εκπέμπει. και τα είδη των πραγμάτων που το αγγίζουν στα ταξίδια του. Λόγω της διορατικότητας του Αϊνστάιν για τη μετατροπή της μάζας και της ενέργειας, καταλαβαίνουμε τώρα πώς οι απόμακροι ήλιοι φωτίζουν τον Κόσμο και πόσο ισχυρά μαγνητικά πεδία κινούν τα σωματίδια με καταπληκτικές ταχύτητες αργότερα για να καταρρεύσουν στην ατμόσφαιρα της Γης. Και επειδή η βαρύτητα είναι πλέον κατανοητή ότι επηρεάζει τα πάντα, μάθαμε πώς τα απομακρυσμένα αντικείμενα μπορούν να συλλάβουν και να εστιάσουν το φως από ακόμη πιο απομακρυσμένα αντικείμενα.
Αν και δεν έχουμε ακόμη βρει μια τέλεια εμφάνιση βαρυτικού φακού στο Σύμπαν, σήμερα είμαστε πολύ πιο κοντά σε αυτό το ιδανικό. Σε μια εφημερίδα με τίτλο «Ανακάλυψη ενός υψηλού κόκκινου βάρους Einstein Ring» που δημοσιεύτηκε στις 27 Απριλίου 2005, ο Remi Cabanac του τηλεσκοπίου Καναδά-Γαλλίας-Χαβάης στη Χαβάη και συνεργάτες «αναφέρει την ανακάλυψη ενός μερικού δακτυλίου του Αϊνστάιν… που παράγεται από ένα τεράστιο ( και φαινομενικά απομονωμένος) ελλειπτικός γαλαξίας. " Πριν από αυτό το εύρημα, ο πιο πλήρης δακτύλιος του Αϊνστάιν που ανακαλύφθηκε τεκμηριώθηκε το 1996 από τον S.J. Ο Warren του Imperial College στο Λονδίνο. Αυτός ο δακτύλιος - επίσης ένας από τους λίγους ορατούς στο οπτικό φως - είναι ελαφρώς μικρότερος από έναν μισό κύκλο σε περιφέρεια (170 μοίρες).
Ο Remi Cabanac εξήγησε ότι «ανακάλυψε το σύστημα ενώ παρατηρούσε στο Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο στη Χιλή με έναν φασματογράφο που ονομάζεται FORS1». Ο Ρέμι λέει ότι πληρούσε τις ευθύνες του ως αστρονόμος υπηρεσιών, «παρατηρώντας για τον Χέλμουτ Τζέριτζ (συν-συγγραφέας της εφημερίδας) να κάνει βαθιά απεικόνιση κοντινών γαλαξιών νάνων στα περίχωρα ενός γνωστού γειτονικού σμήνους γαλαξιών στο Fornax». Ο Ρέμι συνέχισε να λέει ότι το «μάτι του προσελκύθηκε από το πολύ ασυνήθιστο φωτεινό τόξο στα βορειοδυτικά του χωραφιού, ήξερα ότι ήταν κάτι πολύ καταπληκτικό, επειδή τα τόξα φακού είναι συνήθως πολύ σκοτεινά και παρατηρούσα με κόκκινη ζώνη ενώ τα τόξα είναι συνήθως μπλε "
Για να επιβεβαιώσει τις υποψίες του για μια νέα ανακάλυψη, ο Ρέμι «πήγε στην αστρονομική βάση δεδομένων, αλλά δεν υπήρχε τίποτα κάτω από τις συντεταγμένες». Αργότερα, ο Remi συμβουλεύτηκε τον «Chris Lidman (άλλος συν-συγγραφέας και ειδικός των φακών) και του έδειξε την εικόνα. Δεν μπορούσε να πιστέψει ότι ήταν ένας φακός στην αρχή επειδή ήταν τόσο φωτεινός και εμφανής, ο Κρις πίστευε ότι θα μπορούσε να είναι ένα τεχνούργημα στην εικόνα. " Με την υποστήριξη του Chris, ο Remi «υπέβαλε αίτηση για φασματοσκοπική παρακολούθηση και συνειδητοποίησε ότι ήταν τόσο ένας πραγματικός βαρυτικός φακός όσο και μια πολύ σημαντική ανακάλυψη, επειδή η πηγή του φόντου ήταν πολύ ενισχυμένη και πολύ μακριά».
Σύμφωνα με την εφημερίδα, ο δακτύλιος γράφει έναν κύκλο "σχήματος C" 270 μοίρες σε σχεδόν πλήρη περιφέρεια με φαινομενική ακτίνα λίγο περισσότερο από 1 3/4 δευτερόλεπτα τόξου - περίπου το μέγεθος της "εικονικής" εικόνας ενός αστεριού που φαίνεται στο υψηλή ισχύ μέσω ενός μικρού ερασιτεχνικού τηλεσκοπίου. Ο γαλαξίας του φακού είναι ένας τεράστιος ελλειπτικός παρόμοιος με τον M87 στο σύμπλεγμα Virgo-Coma. Ο φακός βρίσκεται περίπου 7 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακρινά προς την κατεύθυνση του αστερισμού Fornax (ορατός από θερμότερο εύκρατο βόρειο ημισφαίριο και ουρανούς νότιου ημισφαιρίου). Ο γαλαξίας πηγής φέρει μια κόκκινη μετατόπιση 3,77 - υποδηλώνοντας μια ύφεση απόσταση περίπου 11 BLY. Ο γαλαξίας πηγής και φακών έχει λάβει την ονομασία FOR J0332-3557 3h32m59s, -35d57m51s και βρίσκεται κοντά στο σύμπλεγμα γαλαξιών Fornax - αλλά πολύ πέρα από αυτό όσον αφορά τον πραγματικό χώρο.
Αυτό που κάνει αυτή τη συγκεκριμένη ανακάλυψη τόσο ενδιαφέρουσα αστρονομικά είναι το γεγονός ότι ο γαλαξίας του φακού είναι πολύ ογκώδης, βρίσκεται σε μια περίοδο ηρεμίας γέννησης αστεριών, βρίσκεται σε τόσο μεγάλη απόσταση από τη Γη και μπορεί να απομονωθεί από άλλους γαλαξίες σμήνους. χωρικές τοπικές ρυθμίσεις. Εν τω μεταξύ, ο γαλαξίας πηγής είναι σημαντικά φωτεινότερος (κατά ένα απόλυτο αστρικό μέγεθος) από άλλους γαλαξίες σπάζοντας Lyman (γαλαξίες που μετατοπίζουν κόκκινα το Lyman Break με 912 angstroms στο ορατό μέρος του φάσματος), είναι φτωχοί στα φάσματα της γραμμής εκπομπών και πρόσφατα είχαν ολοκλήρωσε έναν κύκλο ταχείας γέννησης αστεριών ("starburst"). Όλοι αυτοί οι συνδυασμένοι παράγοντες σημαίνουν ότι το FOR J0332 θα μπορούσε να παρέχει πληθώρα δεδομένων σχετικά με τον σχηματισμό γαλαξιών πριν από την τρέχουσα πληθωριστική εποχή του Σύμπαντος.
Σύμφωνα με την επιστημονική ομάδα, «Ένα από τα βασικά ζητήματα στο σχηματισμό γαλαξιών στο τρέχον πλαίσιο της δομής δομών LCDM (Lambda Cold Dark Matter) είναι οι ιστορίες μαζικής συναρμολόγησης γαλαξιακών φωτοστέφανων». Η τρέχουσα σκέψη είναι ότι οι γαλαξίες συσσωρεύουν τη μάζα του φωτοστέφανου - το τεράστιο σφαιρικό κύμα της ύλης χαμηλής φωτεινότητας που περιβάλλει τους γαλαξιακούς πυρήνες - πριν αρχίσει πραγματικά ο σχηματισμός των αστεριών. Ένας τρόπος για να διερευνήσετε αυτήν την ιδέα είναι να προσδιορίσετε πώς οι λόγοι μάζας προς φως αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου καθώς εξελίσσονται οι γαλαξίες . Αλλά για να το κάνετε αυτό πρέπει να δοκιμάσετε τις μάζες και τις φωτεινότητες όσο το δυνατόν περισσότερων γαλαξιών, διαφόρων τύπων, στο ευρύτερο δυνατό διάστημα και χρόνο.
Η ανακάλυψη του FOR J0332 - και των τριών άλλων τμημάτων αντικειμένων του Αϊνστάιν - βοηθά τους αστρονόμους προσθέτοντας παραδείγματα γαλαξιών που συνήθως δεν ανιχνεύονται σε μεγάλες αποστάσεις. Από την εφημερίδα, «Διάφορες βαθιές έρευνες έχουν αποκαλύψει διαφορετικούς πληθυσμούς γαλαξιών, αλλά τα κριτήρια επιλογής παρήγαγαν μεροληπτικά δείγματα: Τα επιλεγμένα δείγματα UV και τα στενά εύρη είναι ευαίσθητα στους γαλαξίες που σχηματίζουν αστέρια και είναι προκατειλημμένα έναντι των ηρεμώντων, εξελιγμένων συστημάτων, ενώ το μικρόμετρο και οι σχεδόν υπέρυθρες έρευνες επιλέγουν σκονισμένους γαλαξίες αστεριών και πολύ κόκκινους γαλαξίες αντίστοιχα. "
Ποια συμπεράσματα μπορούμε να εξαγάγουμε βάσει αυτής της ανακάλυψης;
Ο Remi υπογραμμίζει τη σημασία αυτού του εύρους λέγοντας «Η πηγή που ενισχύεται από τον φακό είναι ο γαλαξίας με τη φωτεινότερη φαινομενική φωτεινότητα που ανακαλύφθηκε ποτέ σε τόσο μεγάλη απόσταση. Θα μας δώσει μοναδικές πληροφορίες για τις φυσικές συνθήκες που επικρατούν στο διαστρικό μέσο όταν το σύμπαν ήταν μόλις το 12% της σημερινής του εποχής. Το σχήμα της πηγής είναι επίσης πολύ σημαντικό, διότι δίνει την ποσότητα μάζας εντός του φακού σε μια κόκκινη μετατόπιση του z = 1. Μόνο μια χούφτα δαχτυλιδιών του Αϊνστάιν έχουν ανακαλυφθεί σε τόσο υψηλή κόκκινη αλλαγή. Θα δώσει μια σημαντική μέτρηση για το πώς η ελλειπτική γαλαξία μάζα εξελίχθηκε με το χρόνο. "
Γράφτηκε από τον Jeff Barbour
