Kuvaluotto: SDSS
Painovoimainen linssi tapahtuu, kun etäisemmän esineen, kuten kvaasarin, valo vääristää lähemmän esineen painovoiman. Tähtitieteilijät ovat löytäneet juuri sellaisen linssin, jossa vääristymät ovat niin suuria, että niiden täytyy johtua huomattavasta määrästä pimeää ainetta - pelkästään näkyvä materiaali ei voisi olla vastuussa. Tumma aine ennustetaan sen gravitaation vaikutuksen kautta galakseihin ja tähtiin maailmankaikkeudessa, mutta toistaiseksi tähtitieteilijät eivät ole oikein varmoja siitä, mitä se on; onko kyse vain säännöllisestä aineesta, joka on liian kylmä nähdäksesi maapallolta, tai jonkinlaisesta eksoottisesta hiukkasesta.
Sloan Digital Sky Survey -tutkijat ovat löytäneet gravitaation linssillä varustetun kvartaarin, jolla on kaikkien aikojen suurin tallennus, ja toisin kuin odotukset ovat todenneet, että neljä kaikkein kaikkein tunnetuinta kaikkein kaikkein valoisinta kvaasiaa ei ole painovoima linssi.
Albert Einsteinin teoria yleisestä suhteellisuudesta ennustaa, että massiivisen rungon painovoima voi toimia linssinä, taivuttamalla ja vääristäen kaukana olevan esineen valoa. Massiivinen rakenne jossain etäisen kvaasarin ja maan välillä voi “linssittää” kvaasarin valon, jolloin kuva on huomattavasti kirkkaampi ja tuottaa useita kuvia yhdestä esineestä.
NATURE-lehden joulukuun 18/25 lehdessä julkaistussa lehdessä Tokion yliopiston jatko-opiskelijoiden Naohisa Inadan ja Masamune Ogurin johtama Sloan Digital Sky Survey (SDSS) -tiimi kertoi, että neljä kvasaria ovat lähellä yhdestä kvaasarista, joka jaettiin neljään kuvaan gravitaatiolinssillä.
Ensimmäisen esimerkin löytämisen jälkeen vuonna 1979 on löydetty yli 80 painovoimaisesti linssillä varustettua kvartaaria. Kymmenkunta luetteloidusta linssillä varustetusta kvaasarista on SDSS-löytöjä, joista puolet on tulosta Inadan ja hänen tiiminsä työstä.
Mutta mikä tekee tästä viimeisimmästä löytöstä niin dramaattisen, on se, että neljän kuvan välinen etäisyys on kaksi kertaa niin suuri kuin minkä tahansa aikaisemmin tunnetun painovoimaisesti linssitetyn kvartaarin. Kunnes tämä nelinkertainen linssikvaari löydettiin, suurin erotus gravitaation avulla linssillä varustetussa kvaasarissa oli 7 kaarisekuntia. SDSS-ryhmän löytämä kvaasar on Leo Minor -konstellaatiossa; se koostuu neljästä kuvasta, jotka erotetaan 14,62 kaarisekunnilla.
Jotta niin suuri erottelu saadaan aikaan, linssin aiheuttavan aineen pitoisuuden on oltava erityisen korkea. Tämän gravitaatiolinssin etualalla on galaksien klusteri; klusteriin liittyvän pimeän aineen on oltava vastuussa ennennäkemättömästä suuresta erottelusta.
"Subaru 8,2 metrin kaukoputkella ja Keck-kaukoputkella saadut lisähavainnot vahvistivat, että tämä järjestelmä on todellakin painovoimalinssi", Inada selittää. "Kvaasarit, jotka jakautuvat niin paljon painovoimaobjektiivilla, ennustetaan olevan hyvin harvinaisia, ja siksi ne voidaan löytää vain erittäin suurissa tutkimuksissa, kuten SDSS."
Oguri lisäsi: ”Yhden tällaisen laajan painovoimalinssin löytäminen yli 30 000 tähän mennessä tutkitusta SDSS-kvasaarista on täysin sopusoinnussa niiden mallien teoreettisten odotusten kanssa, joissa maailmankaikkeutta hallitsee kylmä pimeä aine. Tämä tarjoaa lisää vahvaa näyttöä tällaisille malleille. ” (Kylmä pimeä aine, toisin kuin kuuma pimeä aine, muodostaa tiukkoja kohoumia, sellaiset, jotka aiheuttavat tällaisen painovoimalinssin.)
"Löytämämme painovoimalinssi tarjoaa ihanteellisen laboratorion tutkimaan näkyvien esineiden ja näkymättömän tumman aineen välistä suhdetta maailmankaikkeudessa", Oguri selitti.
Toisessa artikkelissa, joka julkaistaan Astronomical Journal -sivustolla maaliskuussa 2004, Princetonin yliopiston Gordon Richardsin johdolla toiminut ryhmä käytti Hubble-avaruusteleskoopin korkeaa resoluutiota tutkiakseen kahta kaikkein tunnetuinta kvasaria, jotka SDSS on löytänyt gravitaatiolinssin merkkejä varten. .
Tähtitieteen suurten etäisyyksien etsiminen taaksepäin taaksepäin. Nämä kvaasarit nähdään aikana, jolloin maailmankaikkeus oli alle 10 prosenttia nykyisestä iästään. Nämä kvaasarit ovat valtavasti valaisevia, ja niiden uskotaan voiman saavan valtavista mustista reikistä, joiden massa on useita miljardia kertaa aurinkoisempi. Tutkijoiden mukaan on todellinen mysteeri, kuinka tällaiset massiiviset mustat aukot olisivat voineet muodostaa niin varhain maailmankaikkeudessa. Silti, jos nämä esineet ovat linssillä painovoimaa, SDSS-tutkijat päättelevät huomattavasti pienemmistä valovoimista ja siten mustien reikien massoista, mikä helpottaa niiden muodostumisen selittämistä.
”Mitä kauempana kvaasari, sitä todennäköisemmin galaksi sijaitsee sen ja katsojan välissä. Tästä syystä odotimme kaukaisimpien kvasaarien olevan linssi ", selitti SDSS: n tutkija Xiaohui Fan Arizonan yliopistosta. Toisin kuin odotukset, mikään neljästä ei osoita merkkejä monista kuvista, mikä on linssin tunnusmerkki.
”Vain pieni osa kvaasareista on linssillä. Tämä kirkas kvasaari on kuitenkin hyvin harvinaista kaukaisessa maailmankaikkeudessa. Koska linssien aiheuttaminen kvartaareja näyttää kirkkaammilta ja siten helpommin havaittavissa, odotimme, että etäisimmät kvaasarimme ovat todennäköisimmin linssejä ”, ehdotti tiimin jäsen Zoltan Haiman Columbian yliopistosta.
"Se tosiasia, että näitä kvasaareja ei ole linssillä, sanoo, että tähtitieteilijöiden on otettava vakavasti ajatus, jonka mukaan kvaasarit ovat muutama miljardi kertaa enemmän kuin miljardin vuoden kuluttua Ison räjähdyksen jälkeen muodostuneesta Auringon massasta", sanoi Richards. "Etsimme nyt lisää esimerkkejä SDS: n voimakkaasti siirtävistä kvasaareista, jotta teoreetikoille saataisiin vielä supermassiivisempia mustia aukkoja selitettäväksi."
Alkuperäinen lähde: SDSS-lehdistötiedote
