Yksi Einsteinin ennusteista yleisestä suhteellisuudesta oli, että painovoima voi vääristää tilaa itse ja mahdollisesti toimia linssinä. Vuonna 1979 tämä vaikutus havaittiin paljon kauempana, kun tähtitieteilijät havaitsivat sen vääristävän kaukaisen kvaasarin kuvaa tekemällä yhden näyttämään kahdelta. Sittemmin on löydetty useita muita tällaisia tapauksia, mutta nämä painovoima-objektiivin esiintymiset ovat osoittautuneet vaikeiksi löytää. Heille tehtyjen hakujen onnistumisaste on ollut alhainen, jolloin alle 10% ehdokkaista vahvistetaan painovoimalinsseiksi. Mutta uusi menetelmä, joka käyttää Herschelin tietoja, voi auttaa tähtitieteilijöitä löytämään paljon enemmän näistä harvinaisista esiintymisistä.
Herschel-kaukoputki on yksi monista tällä hetkellä käytössä olevista avaruusteleskoopeista, ja se tutkii taajuusspektrin osaa kaukaisesta infrapuna-alueesta submillimetriseen järjestelmään. Osa sen tehtävästä on tuottaa suuri taivaankuvaus, jonka tuloksena syntyi Herschel ATLAS -projekti, joka ottaa syviä kuvia yli 550 neliöastetta taivaasta.
Herschel tutkii tätä osaa sähkömagneettisesta spektristä paljon yksityiskohtaisemmin kuin edeltäjänsä, mutta monella tapaa siellä ei ole paljon nähtävää. Tähdet säteilevät tällä alueella vain hyvin heikosti. Lupaavimpia kohteita ovat lämmin kaasu ja pöly, jotka ovat paremmin päästöjä, mutta myös paljon hajotetumpia. Mutta se tosiasioiden yhdistelmä antaa Herschelille löytää mahdollisesti uusia linssejä, joiden tehokkuus on parantunut.
Syynä on, että vaikka galakseista puuttuu voimakasta päästöä tässä hallinnassa nykymaailmassa, muinaiset galaksit antoivat paljon enemmän, koska ensimmäisen 4 miljardin vuoden aikana. Tuona aikana monissa galakseissa hallitsi pölyä, joka lämmitti tähtiä. Silti etäisyytensä vuoksi hekin pitäisi ole heikko… Ellei painovoimalinssi pääse tielle. Siten suurin osa pienistä, pistemäisistä lähteistä ALTAS-kokoelmassa on todennäköisesti linssillä varustetut galaksit. Kuten tutkija Mattia Negrello avoimesta yliopistosta ja tutkimuksen johtava tutkija selittää: ”Suuri läpimurto on, että olemme huomanneet, että linssejä suurennetaan monia kirkkaimmista lähteistä, mikä tarkoittaa, että meidän ei enää tarvitse luottaa pikemminkin tehottomat menetelmät linssien löytämiseksi, joita käytetään näkyvällä ja radioaallonpituudella. "
 |
| Näissä paneeleissa on zoom yksi objektiivista, korkean resoluution kuvilla Keck (optinen valo, sininen) ja submillimeter Array (sub-millimeter valo, punainen). Kuvahyvitykset: ESA / NASA / JPL-Caltech / Keck / SMA |
Tämä uusi tekniikka on jo saanut aikaan ainakin viisi vahvaa ehdokasta. Paperi, joka julkaistaan nykyisessä numerossa tiede keskustelee heistä. Jokainen heistä sai seurantahavaintoja Z-Spec-spektrometriltä Kalifornian teknologiainstituutin submillimeter-observatoriosta. Näistä objekteista, merkitty tunnuksella ID81, kauimpana näkyvän IR-spektrin viivan punasiirtymä oli 3.04, asettaen sen etäisyydelle 11,5 miljardia valovuotta. Lisäksi kukin järjestelmä näytti etualana olevan galaksin spektriprofiilin, mikä osoitti, että vastaanotettu yhdistetty valo oli todellakin kaksi galaksia ja kirkas komponentti oli gravitaatiolinssi.
Tämä gravitaatiolinssien käyttötapa antaa Herschel-joukkueelle koettaa kaukana olevat galaksit yksityiskohtaisesti, mitä koskaan ennen ei ole saavutettu. Kuten kaikissa kaukoputkissa, pidemmät havaintojen aallonpituudet johtavat vähemmän erottelukykyyn, mikä tarkoittaa, että Herschel ei pystyisi ratkaisemaan niitä, vaikka yksi kaukana olevista järjestelmistä olisi hajotettu erillisiin osiin. Mutta se, että voimme nähdä ne ollenkaan, tarkoittaa niiden galaktien spektrisiä allekirjoituksia kokonaisuutena, voidaan silti tutkia. Lisäksi, kuten professori Steve Eales Cardiffin yliopistosta ja toinen tutkimuksen johtaja totesi: "Voimme käyttää tätä tekniikkaa myös itse linssien tutkimiseen." Tämä mahdollisuus tutkia lähellä olevien galaksien massaa voi auttaa tähtitieteilijöitä ymmärtämään ja rajoittamaan arvoituksellista tummaa ainetta, joka muodostaa ~ 80% maailmankaikkeuden massasta.
Nottinghamin yliopiston tohtori Loretta Dunne ja Herschel-ATLAS-tutkimuksen yhteinen johtaja lisää: ”Tähän mennessä olemme nähneet vain jäävuoren huippua. Laaja-alaiset tutkimukset ovat välttämättömiä näiden harvinaisten tapahtumien löytämiseksi ja koska Herschel on toistaiseksi käsittänyt vain yhden kolmasosan kolmannesta koko Herschel-ATLAS-alueesta, odotamme löytävänsä satoja linssejä, kun meillä on kaikki tiedot. Löytyneemme voimme koettia varhaisen maailmankaikkeuden samoilla fysikaalisilla asteikoilla kuin viereisissä galakseissa. "
