Kép jóváírása: Hubble
A PGC 69457 spirális galaxis a Pegasus és az Aquarius eső csillagképek határának közelében, körülbelül 3 fokkal délre a Theta Pegasi harmadik nagyságrendjétől, de ne húzza ki azt a 60 mm-es refraktorot, hogy megkeresse. A galaxis valójában mintegy 400 millió fényév távol van, és látszólagos fényereje 14,5-es. Tehát a következő ősz ideje lehet, hogy csatlakozzon az ön „asztro-nut” barátjához, aki mindig indul a naplementébe, hogy távolodjon a városi fényektől, amelyek egy nagyobb, sokkal nagyobb amatőr hangszert jelentenek.
De az égbolton rengeteg 14. nagyságrendű galaxis található - mi teszi a PGC 69457 olyan különlegessé?
A legtöbb galaxis elõtt ne „blokkoljuk” egy még távolabbi kvazár nézetét (QSO2237 + 0305). És ha mások is léteznek, akkor kevésnek van a megfelelő sűrűségű testek megfelelő eloszlása, amely ahhoz szükséges, hogy a fény „meghajoljon” oly módon, hogy egy egyébként láthatatlan tárgy látható legyen. A PGC 69457 készülékkel nem egy, hanem négy különálló, ugyanannak a kvazárnak a 17. nagyságú nézetét kapja, hogy egy 20 hüvelykes rácscső dobszon felállítása nehezebbé váljon. Megéri? (Meg lehet mondani, hogy „megnégyszerezi a megfigyelési örömöt”?)
De az ilyen nézet mögött meghúzódó jelenség még érdekesebb a hivatásos csillagászok számára. Mit lehet tanulni egy ilyen egyedi hatástól?
Az elmélet már jól megalapozott - Albert Einstein azt jósolta az 1915-ös „relativitáselméletben”. Einstein alapvető gondolata az volt, hogy egy gyorsuláson áteső és egy gravitációs mezőben álló megfigyelő nem tudta megmondani a kettő közötti különbséget súlyuk alapján. ”. A gondolat teljes körű feltárásával világossá vált, hogy nemcsak az anyag, hanem a fény (annak ellenére, hogy tömeges) ugyanolyan zavarokon megy keresztül. Emiatt a gravitációs mezőhöz szögben közeledő fényt „felgyorsítják” a gravitációs forrás felé - de mivel a fénysebesség állandó, az ilyen gyorsulás csak a fény útját és hullámhosszát befolyásolja - nem a tényleges sebességét.
Magát a gravitációs lencsét először az 1919-es teljes napfogyatkozás során fedezték fel. Ezt a csillagok helyzetének enyhe eltolódásaként tekintették meg a Nap koronája közelében, ahogy a fotólemezeken rögzítették. Ezen megfigyelés miatt most már tudjuk, hogy nincs szüksége lencsére a fény meghajlításához - vagy akár vízre is, hogy megtisztítsák a tóban úszók Koi képeit. A fényhez hasonló anyag a legkevesebb ellenállású utat veszi igénybe, ami azt jelenti, hogy követi a tér gravitációs görbéjét, valamint a lencse optikai görbéjét. A QSO2237 + 0305-ből származó fény csak azt teszi, ami természetesen jön, azáltal, hogy a „téridő” körvonalait szörfözi sűrű csillagok köré, amelyek a látóvonal mentén helyezkednek el egy távoli forrásból egy szomszédos galaxison keresztül. Az igazán érdekes dolog az Einstein-kereszttel kapcsolatban az, hogy elmondja nekünk az összes érintett tömeget - a galaxisban, amely fényt refrakál, és a nagyot a kvazár szívében, amely azt forrja.
„Az Einstein-kereszt mikrotűrő fénygörbéinek rekonstrukciója” című, „Dong-Wook Lee (et al) koreai asztrofizikus, a Sejong Egyetem, a belga asztrofizikus J. Surdez (et al) a Liege Egyetemen együttműködésben, bizonyítékokat talált egy a Quasar QSO2237 + 0305-ben a fekete lyukat körülvevő akkumulációs lemez. Hogyan lehetséges egy ilyen dolog az érintett távolságra?
A lencsék általában „gyűjtik és fókuszálják a fényt”, és azok a „gravitációs lencsék” (Lee alig legalább öt kis tömegű, de erősen kondenzált testet tartalmaz) a PGC 69457-en belül ugyanezt teszik. Ilyen módon világíthatunk egy olyan kvazártól, amely általában jó távolságra halad a műszereinktől, hogy „körbevegyék” a galaxist, és hozzánk jussanak. Emiatt 100 000-szer részletesebben látunk részletesebb képet, mint egyébként lehetséges. De van egy fogás: Annak ellenére, hogy 100 000-szer nagyobb felbontást kapunk, továbbra is csak a fényt látjuk, a részleteket nem. Mivel a galaxisban több fényt törő tömeg létezik, a kvazárról egynél több képet látunk.
Ahhoz, hogy hasznos információkat szerezzen a kvazárról, hosszú időn keresztül (hónapoktól évekig) össze kell gyűjtenie a fényt, és speciális elemző algoritmusokat kell használnia a kapott adatok összegyűjtésére. A Lee és társai által alkalmazott módszert LOHCAM-nak (LOcal Hae CAustic Modeling) hívják. (Maga a HAE rövidítés a nagy amplifikációs eseményekre). A csoport LOHCAM és az OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment) és a GLIPT (Gravitational Lens International Time Project) által rendelkezésre bocsátott adatok felhasználásával nemcsak azt állapította meg, hogy a LOHCAM a várt módon működik, hanem hogy a QSO2237 + 0305 tartalmazhat egy detektálható akkumulációs lemezt (ahonnan az számot vet. a könnyű motor működtetéséhez). A csapat meghatározta a kvazárok fekete lyukának megközelítő tömegét, az abból sugárzó ultraibolya terület méretét, és megbecsülte a fekete lyuk keresztirányú mozgását a spirális galaxishoz viszonyítva.
A Quasar QSO2237 + 0305 központi fekete lyukának feltételezhetően 1,5 milliárd Suns együttes tömege van - ez az érték verseng a valaha felfedezett legnagyobb középső fekete lyukakéval. Ez a tömegszám a Tejút-galaxisunkban található csillagok számának 1% -át képviseli. Időközben és összehasonlításként a QSO2237 + 0305 fekete lyuk körülbelül ötször tömegebb, mint a saját galaxisunk központjában található.
A kvazár fényének „kettős csúcsai” alapján Lee és munkatársai a LOHCAM felhasználásával meghatározták a QSO2237 + 0305 akkumulációs korongjának méretét, tájolását, és magának a fekete lyuknak a környékén egy központi eltakarási régiót észleltek. Maga a lemez nagyjából egy fényév átmérőjének 1/3-a, és felfelé fordul.
Lenyűgözött? Nos, tegyük még hozzá, hogy a csapat meghatározta a lencses galaxisban megtalálható minimális mikrolisztek és kapcsolódó tömegek számát. A feltételezett keresztirányú sebességtől függően (LOHCAM modellezéskor) a legkisebb tartomány egy gáz óriás - például a Jupiter bolygó - és a saját Napunk szélessége között.
Szóval hogyan működik ez a „lyuk” dolog?
Az OGLE és a GLIPT projektek figyelték meg a vizuális fény intenzitásának változásait a kvazár mind a négy 17. magnitúdós nézetéből. Mivel a legtöbb kvazár az űrben lévő nagy távolságok miatt teleszkóppal oldhatatlan. A fényerősség ingadozásait csak egyetlen pontként tekintik az egész kvazár fényereje alapján. A QSO2237 + 0305 azonban a kvazár négy képét mutatja be, és minden kép kiemeli a kvazár eltérő perspektívájából származó fényerőt. A négy kép egyidejű teleszkópos megfigyelésével a kép intenzitásának kis eltérései észlelhetők és rögzíthetők nagyság, dátum és idő szerint. Több hónapon keresztül évekre számottevő ilyen „erős amplifikációs esemény” fordulhat elő. Az előfordulásukból kirajzolódó mintákat (az egyik a 17. nagyításról a másikra) ezután elemezni lehet a mozgás és az intenzitás megmutatása érdekében. Ebből a kvazáron belül a szokatlanul láthatatlan struktúra szuper nagy felbontású képe lehet.
Meg tudod csinálni ön és barátja azzal a 20 hüvelykes dob-newtoni emberrel?
Persze - de nem nagyon drága felszerelések és jó bonyolult matematikai képalkotó algoritmusok nélkül. Egy jó indulási hely azonban egyszerűen az, ha olaja a galaxist, és egy darabig lóg a kereszttel…
Jeff Barbour írta
