Attēla kredīts: SDSS
Gravitācijas lēca notiek, ja tuvākā objekta smagums izkropļo gaismu no tāla objekta, piemēram, kvazāra. Astronomi ir atklājuši tieši tādu objektīvu, kur kropļojumi ir tik lieli, ka tos var izraisīt ievērojams tumšās vielas daudzums - tikai redzamais materiāls nevarētu būt atbildīgs. Tumšo matēriju prognozē tās gravitācijas ietekme uz galaktikām un zvaigznēm Visumā, taču līdz šim astronomi nav īsti pārliecināti, kas tā ir; vai tā ir tikai regulāra viela, kas ir pārāk auksta, lai to varētu redzēt no Zemes, vai kāda veida eksotiskas daļiņas.
Sloan Digital Sky Survey zinātnieki ir atklājuši gravitācijas izkliedētāja kvazāru ar vislielāko atdalījumu, kāds jebkad reģistrēts, un pretēji gaidītajam secinājuši, ka četri zināmākie zināmie attālākie, visskaistākie kvazāri nav gravitācijas objektīvs.
Alberta Einšteina vispārējās relativitātes teorija paredz, ka masīva ķermeņa gravitācijas vilkšana var darboties kā objektīvs, saliekot un izkropļojot tālu objekta gaismu. Masīva struktūra, kas atrodas starp tālu kvazāru un zemi, var “objektīvu” padarīt par kvazāra gaismu, padarot attēlu ievērojami gaišāku un iegūstot vairākus viena objekta attēlus.
Rakstā, kas publicēts žurnāla NATURE 18. – 25. Decembra numurā, Tokijas Universitātes absolventu Naohisa Inada un Masamune Oguri vadītā Sloan Digital Sky Survey (SDSS) komanda ziņo, ka četri kvazāri, kas atrodas tiešā tuvumā, patiesībā ir gaisma no viena kvazāra sadalās četros attēlos ar gravitācijas objektīva palīdzību.
Kopš pirmā piemēra atrašanas 1979. gadā ir atklāti vairāk nekā 80 gravitācijas objektīvi. Ducis no kataloģizētajiem objektīvu kvazāriem ir SDSS atklājumi, no kuriem puse ir Inādas un viņa komandas darba rezultāts.
Bet tas, kas padara šo jaunāko atradumu tik dramatisku, ir tas, ka atstatums starp četriem attēliem ir divreiz lielāks nekā jebkuram iepriekš zināmam gravitācijas objektīva kvazāram. Līdz šī četrkāršā objektīva kvazāra atklāšanai lielākais atdalījums, kas bija zināms gravitācijas izkliedētāja kvazārā, bija 7 loka sekundes. SDSS komandas atrastais kvazārs atrodas Minora Leo zvaigznājā; tas sastāv no četriem attēliem, kas atdalīti ar 14,62 loka sekundēm.
Lai panāktu tik lielu atdalīšanos, materiāla koncentrācijai, kas rada izkliedi, jābūt īpaši augstai. Šīs gravitācijas objektīva priekšplānā ir galaktiku kopums; tumšajai vielai, kas saistīta ar kopu, jābūt atbildīgai par nepieredzēti lielu atdalīšanos.
“Papildu novērojumi, kas iegūti ar Subaru 8,2 metru teleskopu un Keka teleskopu, apstiprināja, ka šī sistēma patiešām ir gravitācijas lēca,” skaidro Inada. "Prognozējams, ka kvazāri, sadalot to tik daudz, izmantojot gravitācijas objektīvu, būs ļoti reti, un tāpēc tos var atklāt tikai ļoti lielos apsekojumos, piemēram, SDSS."
Oguri piebilda: “Atklājot vienu tik plašu gravitācijas objektīvu no vairāk nekā 30 000 līdz šim apsekotajiem SDSS kvazāriem, tas pilnīgi saskan ar teorētiskajām cerībām no modeļiem, kuros Visumā dominē aukstā tumšā matērija. Tas piedāvā papildu pārliecinošus pierādījumus šādiem modeļiem. ” (Aukstā tumšā viela, atšķirībā no karstā tumšās vielas, veido blīvus salipumus, tāda veida, kas izraisa šāda veida gravitācijas lēcu.)
“Mūsu atklātais gravitācijas objektīvs nodrošinās ideālu laboratoriju, lai izpētītu saikni starp redzamiem objektiem un neredzamo tumšo vielu Visumā,” skaidroja Oguri.
Otrajā rakstā, kas publicējams Astronomijas žurnālā 2004. gada martā, Prinstonas universitātes Gordona Ričardsa vadītā komanda izmantoja Habla kosmiskā teleskopa augsto izšķirtspēju, lai pārbaudītu četrus visattālākos zināmos kvazārus, ko SDSS atklāja gravitācijas objektīva pazīmēm. .
Lielu attālumu meklējumi astronomijā atskatās laikā. Šie kvazāri ir redzami laikā, kad Visums bija mazāks par 10 procentiem no tā pašreizējā vecuma. Šie kvazāri ir ārkārtīgi gaiši, un domājams, ka tos darbina milzīgi melnie caurumi, kuru masa ir vairāk nekā miljardu reižu lielāka nekā Saules. Pētnieki sacīja, ka tas ir īsts noslēpums, kā tik agri Visumā varēja veidoties tik masīvi melnie caurumi. Tomēr, ja šie objekti ir gravitācijas izkliedēti, SDSS pētnieki secinātu par ievērojami mazāku spožumu un līdz ar to melno caurumu masām, atvieglojot to veidošanās skaidrojumu.
“Jo tālāks kvazārs, jo lielāka iespējamība, ka galaktika atrodas starp to un skatītāju. Tāpēc mēs gaidījām, ka objektīvs būs vistālākie kvazāri, ”skaidroja SDSS pētnieks Sjaohui Fan no Arizonas universitātes. Tomēr pretēji cerībām nevienā no četrām nav redzama vairāku attēlu pazīme, kas ir objektīva pazīme.
“Tikai neliela daļa kvazāru ir ar gravitācijas izkliedētāju. Tomēr šie spilgtie kvazāri ir ļoti reti tālajā Visumā. Tā kā objektīvu dēļ kvazāri parādās gaišāk un tāpēc tos ir vieglāk noteikt, mēs gaidījām, ka mūsu tālākie kvazāri ir tie, kuriem, visticamāk, tiks lēcas, ”ieteica komandas loceklis Zoltans Haimans no Kolumbijas universitātes.
"Fakts, ka šie kvazāri nav objektīvi, saka, ka astronomiem ir nopietni jāuztver ideja, ka kvazāri dažus miljardus reižu pārsniedz Saules masu, kas izveidojās mazāk nekā miljardu gadu pēc Lielā sprādziena," sacīja Ričards. "Mēs tagad meklējam vairāk SDSS augstas korekcijas kvazāru piemērus, lai teorētiķiem būtu vēl supermasīvāki melnie caurumi, ko izskaidrot."
Oriģinālais avots: SDSS ziņu izlaidums
