Kuvahyvitys: Hubble
Kierregalaksi PGC 69457 sijaitsee lähellä Pegasuksen ja Vesimiehen tähdistöjen rajaa noin 3 astetta etelään kolmannesta korkeudesta Theta Pegasi - mutta älä kaivaa sitä 60 mm: n tulenkestäjää etsimään sitä. Galaksi on oikeastaan noin 400 miljoonan valovuoden päässä, ja sen näennäinen kirkkaus on suuruudeltaan 14,5. Joten ensi syksyllä voi olla hyvä aika kytkeä sinne oma “astro-nut” -ystäväsi, joka on aina matkalla auringonlaskuun ja päästä hyvinkin kauemmas kaupunkivaloista, jotka urheilevat isompaa, paljon isompaa, amatööri-instrumenttia…
Mutta taivaalla on paljon 14. suuruusluokan galakseja - mikä tekee PGC 69457: stä niin erityisen?
Aluksi useimpien galaksien kohdalta, älä “estä” näkymää vielä kaukaisemmalle kvaasarille (QSO2237 + 0305). Ja mikäli muita olisi olemassa, harvoilla olisi vain oikea jakautuminen korkean tiheyden kappaleita, joita tarvitaan valon "taipumiseen" tavalla, jolla muuten näkymätön esine on näkyvissä. PGC 69457: llä saat yhden - neljä - erillisen 17. suuruusluokan kuvan samasta kvartaarista yhden 20 tuuman ristikkoputken dobsonian asennuksen vaikeuksille. Onko se sen arvoista? (Voitko sanoa “nelinkertaistaa tarkkailun nautinnon”?)
Mutta tällaisen näkemyksen takana oleva ilmiö on entistä mielenkiintoisempi ammattilaisille tähtitieteilijöille. Mitä voimme oppia tällaisesta ainutlaatuisesta vaikutuksesta?
Teoria on jo vakiintunut - Albert Einstein ennusti sen vuonna 1915 antamassaan ”suhteellisuusteoriassa”. Einsteinin ydinajatuksena oli, että kiihtyvyyden läpikäyvä tarkkailija ja yksi paikallaan oleva painovoimakentässä ei pystynyt kertomaan eroa näiden kahden painon välillä. ”. Tutkimalla tätä ajatusta täydellisesti, kävi selväksi, että aineen lisäksi paitsi valo (myös massattomuudesta huolimatta) käy läpi samanlaista sekaannusta. Tämän vuoksi kulmassa gravitaatiokenttään lähestyvä valo “kiihdytetään kohti painovoiman lähdettä - mutta koska valon nopeus on vakio, tällainen kiihtyvyys vaikuttaa vain valon polkuun ja aallonpituuteen - ei sen todelliseen nopeuteen.
Itse gravitaatiolinssi havaittiin ensimmäisen kerran vuoden 1919 kokonaisesta auringonpimennyksestä. Tätä pidettiin pienenä muutoksena Auringon koronan lähellä sijaitsevien tähtien sijainneissa valokuvalevyille. Tämän havainnon takia tiedämme nyt, että sinun ei tarvitse linssiä valon taivuttamiseen - tai edes vettä taikuakseen lampiossa uistelevien Koi-kuvien kuva. Valon kaltainen aine kulkee vähiten vastuspolulla ja se tarkoittaa avaruuden painovoimakäyrän sekä linssin optisen käyrän seuraamista. QSO2237 + 0305: n valo tekee vain sitä, mikä tulee luonnostaan, surffataan "avaruus-ajan" ääriviivat, jotka kiertävät tiheiden tähtijen ympärille, jotka sijaitsevat näkölinjan päässä kaukaisesta lähteestä viereisemmän galaksin kautta. Todella mielenkiintoinen asia Einsteinin ristissä tulee siihen, mitä se kertoo meille kaikista mukana olevista massoista - niistä, jotka sijaitsevat galaksissa, joka taittaa valon, ja suuresta, joka on kvasaarin sydämessä, joka sitä lähtee.
Korealaisen astrofysiikan tutkija Dong-Wook Lee (et al) Sejongin yliopistosta, yhdessä Liegen yliopiston belgialaisen astrofysiikan tutkijan J. Surdezin (et al.) Kanssa, kirjoittivat ”Einsteinin ristin mikroleikkausvalokäyrien jälleenrakennuksesta” yhdessä todistuksen lisäyslevy, joka ympäröi mustaa reikää Quasar QSO2237 + 0305: ssä. Kuinka tällainen asia on mahdollista matkoilla?
Linssit yleensä ”keräävät ja tarkentavat valoa” ja ne “gravitaatiolinssit” (Lee on vähintään viisi pienimassassa, mutta erittäin tiivistynyttä runkoa) PGC 69457: n sisällä, tekevät samoin. Tällä tavalla valo kvasaarista, joka normaalisti kulkee kaukana instrumenteistamme, "kietou" galaksin päälle kohti meitä. Tämän takia me “näemme” 100 000 kertaa yksityiskohtaisemmin kuin muuten mahdollista. Mutta saalis on: Vaikka 100 000 kertaa enemmän resoluutiota on, näemme silti vain valoa, ei yksityiskohtia. Ja koska galaksissa on useita massoja, jotka taistelevat valoa, näemme kvaasarista useamman kuin yhden näkymän.
Saadaksesi hyödyllistä tietoa kvaasarista, sinun on kerättävä valoa pitkien ajanjaksojen (kuukausien tai vuosien ajan) välillä ja käytettävä erityisiä analyyttisiä algoritmeja tuloksen saamiseksi. Leen ja osakkuusyritysten käyttämää menetelmää kutsutaan LOHCAM (LOcal Hae CAustic Modeling). (HAE itsessään on lyhenne sanoista High Amplification Events). Käyttämällä LOHCAMia ja OGLE: lta (Optical Gravitational Lensing Experiment) ja GLIPT: ltä (Gravitational Lens International Time Project) saatuja tietoja, ryhmä päätti paitsi, että LOHCAM toimii toivotulla tavalla, mutta että QSO2237 + 0305 voi sisältää havaittavan lisäyslevyn (josta se vetää asiaa) tehoa kevyelle moottorilleen). Ryhmä on myös määrittänyt kvaasarien mustan aukon arvioidun massan, siitä säteilevän ultraviolettialueen koon ja arvioinut mustan aukon poikittaisliikkeen sen liikkuessa suhteessa spiraaligalaksiaan.
Quasar QSO2237 + 0305: n keskeisen mustan aukon uskotaan olevan 1,5 miljardia aurinkoa yhteensä - arvo, joka kilpailee kaikkien aikojen löytämien suurimpien mustien aukkojen kanssa. Tällainen massaluku edustaa yhtä prosenttia tähdet kokonaismäärästä omassa Linnunradan galaksissamme. Sillä välin ja vertailuna, QSO2237 + 0305: n musta reikä on noin 50 kertaa massiivisempi kuin oman galaksissamme keskellä.
Perustuen kvaasarin "kaksoispiikkien" vaaleuteen, Lee et al käyttivät LOHCAM: aa myös QSO2237 + 0305: n lisääntymislevyn koon, suunnan määrittämiseen ja havaitsivat keskeisen tukkeutumisalueen itse mustan aukon ympärillä. Itse levy on halkaisijaltaan noin kolmasosa valovuodesta ja on käännetty kohti meitä.
Vaikuttunut? No, lisäämme myös, että joukkue on määrittänyt objektiivin galaksista löytyvän pienimmän määrän mikroseoksia ja niihin liittyviä massoja. Oletetusta poikittaisnopeudesta riippuen (LOHCAM-mallinnuksessa) pienin alue kaasujättelijän - kuten Jupiter-planeetan - omaan Aurinkoomme läpi.
Joten miten tämä “reikä” asia toimii?
OGLE- ja GLIPT-projektit seurasivat meille virtaavan visuaalisen valon voimakkuuden muutoksia kvasarin neljästä 17. suuruusluokan näkymästä. Koska suurin osa kvaasareista on teleskoopin avulla ratkaisemattomia, johtuen niiden avaruudessa olevista suurista etäisyyksistä. Valon heilahteluja nähdään vain yhtenä tietopisteenä, joka perustuu koko kvaasarin kirkkauteen. Kuitenkin QSO2237 + 0305 esittää neljä kuvaa kvartaarista ja kukin kuva korostaa kvaasarin eri näkökulmasta peräisin olevaa valoisuutta. Tarkkailemalla kaikkia neljää kuvaa samanaikaisesti teleskooppisesti, kuvan voimakkuuden pienet vaihtelut voidaan havaita ja tallentaa suuruuden, päivämäärän ja ajan suhteen. Useiden kuukausien tai vuosien aikana voi esiintyä huomattava määrä tällaisia ”voimakkaita vahvistustapahtumia”. Niiden esiintymisessä esiintyviä kuvioita (yhdestätoista suurennusnäkymästä seuraavaan) voidaan sitten analysoida liikkeen ja voimakkuuden osoittamiseksi. Tästä erittäin korkearesoluutioinen näkymä kvasarin normaalisti näkymättömästä rakenteesta on mahdollista.
Voisitko sinä ja ystäväsi kanssa tämän 20 tuuman dob-newtonilaisen tehdä tämän?
Toki - mutta ei ilman erittäin kalliita laitteita ja hyvää kahvaa monissa monimutkaisissa matemaattisissa kuvantamisalgoritmeissa. Hieno paikka aloittaa voi kuitenkin olla vain pilkata galaksi ja ripustaa ristin kanssa hetkeksi…
Kirjoittaja Jeff Barbour
