Μία από τις προβλέψεις των προβλέψεων του Αϊνστάιν από τη γενική σχετικότητα ήταν ότι η βαρύτητα θα μπορούσε να παραμορφώσει τον ίδιο τον χώρο και, ενδεχομένως, να ενεργήσει ως φακός. Το 1979, αυτό το φαινόμενο ανακαλύφθηκε σε πολύ μεγαλύτερες αποστάσεις όταν οι αστρονόμοι το βρήκαν να παραμορφώνει την εικόνα ενός μακρινού κβάζαρ, κάνοντας ένα να εμφανίζεται ως δύο. Αρκετές άλλες τέτοιες περιπτώσεις έχουν ανακαλυφθεί από τότε, αλλά αυτές οι περιπτώσεις βαρυτικού φακού έχουν αποδειχθεί δύσκολο να βρεθούν. Οι αναζητήσεις για αυτούς είχαν χαμηλό ποσοστό επιτυχίας στο οποίο λιγότερο από το 10% των υποψηφίων επιβεβαιώνονται ως βαρυτικοί φακοί. Αλλά μια νέα μέθοδος που χρησιμοποιεί δεδομένα από το Herschel μπορεί να βοηθήσει τους αστρονόμους να ανακαλύψουν πολλά περισσότερα από αυτά τα σπάνια περιστατικά.
Το τηλεσκόπιο Herschel είναι ένα από τα πολλά διαστημικά τηλεσκόπια που χρησιμοποιούνται σήμερα και εξερευνά το τμήμα του φάσματος από το υπέρυθρο υπέρυθρο έως το καθεστώς του υπουλίμετρου. Ένα μέρος της αποστολής του είναι να παράγει μια μεγάλη έρευνα για τον ουρανό με αποτέλεσμα το έργο Herschel ATLAS, το οποίο θα τραβά βαθιά εικόνες πάνω από 550 τετραγωνικούς βαθμούς του ουρανού.
Ενώ η Herschel εξερευνά αυτό το τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος με πολύ μεγαλύτερη λεπτομέρεια από τους προκατόχους της, με πολλούς τρόπους, δεν υπάρχουν πολλά να δούμε. Τα αστέρια εκπέμπουν μόνο πολύ αχνά σε αυτό το εύρος. Οι πιο υποσχόμενοι στόχοι είναι το θερμό αέριο και η σκόνη που είναι καλύτεροι εκπομποί, αλλά και πολύ πιο διάχυτοι. Αλλά αυτός ο συνδυασμός γεγονότων θα επιτρέψει στη Herschel να ανακαλύψει δυνητικά νέους φακούς με βελτιωμένη απόδοση.
Ο λόγος είναι ότι, αν και οι γαλαξίες δεν διαθέτουν ισχυρές εκπομπές σε αυτό το καθεστώς στο σύγχρονο σύμπαν, οι αρχαίοι γαλαξίες έδωσαν πολύ περισσότερα από τότε που τα πρώτα 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, πολλοί γαλαξίες κυριάρχησαν από τη σκόνη που θερμαινόταν από τον σχηματισμό αστεριών. Ωστόσο, λόγω της απόστασής τους, κι αυτοί πρέπει να είσαι λιποθυμικός… Εκτός αν παρεμποδιστεί ένας βαρυτικός φακός. Έτσι, η πλειονότητα των μικρών πηγών που μοιάζουν με σημείο στη συλλογή ALTAS είναι πιθανό να είναι γαλαξίες με φακό. Όπως εξηγεί η Δρ Mattia Negrello, του Ανοιχτού Πανεπιστημίου και επικεφαλής ερευνητής της μελέτης, «Η μεγάλη ανακάλυψη είναι ότι ανακαλύψαμε ότι πολλές από τις πιο φωτεινές πηγές μεγεθύνονται από φακούς, πράγμα που σημαίνει ότι δεν χρειάζεται πλέον να βασιστούμε στο μάλλον αναποτελεσματικές μεθόδους εύρεσης φακών που χρησιμοποιούνται σε ορατά και ραδιοκύματα μήκους. "
 |
| Αυτά τα πάνελ δείχνουν ένα ζουμ ενός από τους φακούς, με εικόνες υψηλής ανάλυσης από το Keck (οπτικό φως, μπλε) και το υπομελίμετρο Array (φως κάτω των χιλιοστών, κόκκινο). Πιστώσεις εικόνας: ESA / NASA / JPL-Caltech / Keck / SMA |
Ήδη, αυτή η νέα τεχνική εμφανίστηκε τουλάχιστον πέντε ισχυροί υποψήφιοι. Ένα έγγραφο, που θα δημοσιευτεί στο τρέχον τεύχος του Επιστήμη τους συζητά. Καθένας από αυτούς έλαβε παρατηρήσεις παρακολούθησης από το φασματόμετρο Z-Spec στο Παρατηρητήριο Υποβιβλιομέτρου Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνια. Το πιο απομακρυσμένο από αυτά τα αντικείμενα, με την ονομασία ID81, έδειξε ότι μια εξέχουσα φασματική γραμμή IR είχε μια κόκκινη μετατόπιση 3,04, τοποθετώντας την σε απόσταση 11,5 δισεκατομμυρίων φωτός. Επιπλέον, κάθε σύστημα έδειξε το φασματικό προφίλ του γαλαξία προσκηνίου, αποδεικνύοντας ότι το συνδυασμένο φως που ελήφθη ήταν πράγματι δύο γαλαξίες και το φωτεινό συστατικό ήταν ένας βαρυτικός φακός.
Αυτή η μέθοδος χρήσης βαρυτικών φακών θα επιτρέψει στην ομάδα της Herschel να ανιχνεύσει λεπτομερώς τους απομακρυσμένους γαλαξίες που δεν είχαν επιτευχθεί πριν. Όπως συμβαίνει με όλα τα τηλεσκόπια, τα μεγαλύτερα μήκη κύματος των παρατηρήσεων οδηγούν σε λιγότερη ανάλυση, πράγμα που σημαίνει ότι, ακόμη και αν ένα από τα απομακρυσμένα συστήματα διασπάται σε ξεχωριστά τμήματα, το Herschel δεν θα μπορούσε να τα επιλύσει. Αλλά το γεγονός ότι μπορούμε να τους δούμε καθόλου σημαίνει ότι οι φασματικές τους υπογραφές των γαλαξιών στο σύνολό τους μπορούν ακόμη να μελετηθούν. Επιπλέον, όπως σημείωσε ο καθηγητής Steve Eales από το Πανεπιστήμιο του Κάρντιφ και ο άλλος ηγέτης της έρευνας: «Μπορούμε επίσης να χρησιμοποιήσουμε αυτήν την τεχνική για να μελετήσουμε τους ίδιους τους φακούς». Αυτή η δυνατότητα εξερεύνησης της μάζας των κοντινών γαλαξιών μπορεί να βοηθήσει τους αστρονόμους να κατανοήσουν και να περιορίσουν το αινιγματικό Dark Matter που αντιπροσωπεύει το 80% της μάζας στο σύμπαν μας.
Η Δρ Loretta Dunne του Πανεπιστημίου του Nottingham και από κοινού ηγέτης της έρευνας Herschel-ATLAS προσθέτει: «Αυτό που έχουμε δει μέχρι στιγμής είναι μόνο η κορυφή του παγόβουνου. Οι έρευνες ευρείας περιοχής είναι απαραίτητες για την εύρεση αυτών των σπάνιων γεγονότων και δεδομένου ότι η Herschel έχει καλύψει μόνο ένα τρίτο από ολόκληρη την περιοχή Herschel-ATLAS, αναμένουμε να ανακαλύψουμε εκατοντάδες φακούς μόλις έχουμε όλα τα δεδομένα. Μόλις βρεθεί, μπορούμε να διερευνήσουμε το πρώιμο Σύμπαν με τις ίδιες φυσικές κλίμακες όπως και στους γαλαξίες που βρίσκονται δίπλα. "
