Kép jóváírása: Hubble
Számos olyan példa ismert, ahol a galaxis gravitációs lencséként működik, és több képet hoz létre egy távolabbi tárgy égén, mint egy mögötte rejtett fényes kvazár. De már több mint 20 éve fennáll a rejtély: Einstein általános relativitáselmélete szerint páratlan számú kép legyen, bár szinte minden megfigyelt lencsén csak 2 vagy 4 ismert kép van. Most, Joshua Winn csillagász a Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központból (CfA) és két volt CfA kolléga, David Rusin (ma a Pennsylvaniai Egyetemen) és Christopher Kochanek (az Ohio Állami Egyetem) azonosították a egy lencsés kvazár. A PMN J1632-0033 néven ismert rendszer rádiómegfigyelései során az Ophiuchus csillagképben egy halvány központi képet fedeztek fel, amely felhasználható a lencsés galaxis tulajdonságainak és a közepén várhatóan felbukkanó szupermasszív fekete lyuk tulajdonságainak vizsgálatára.
„Ez a központi kép megtalálása önmagában érdekes, de ennél is fontosabb, hogy mit tud nekünk mondani a lencse-galaxisról. Ez új eszközt kínál nekünk a távoli galaxisok tanulmányozásához, hogy még a Hubble Űrtávcsőhöz is csak halvány foltot képezzenek ”- mondta Winn.
A kvazárok rendkívül távoli és fényes tárgyak, amelyekről azt gondolják, hogy szupermasszív fekete lyukak táplálják őket. Fényesen ragyognak, amikor a fekete lyukba eső anyag gravitációs energiáját fényre és más típusú sugárzásra, például rádióhullámokra konvertálják.
A gravitációs lencsékben a galaxishoz közeli haladó kvazár fénysugarait a galaxis gravitációs tere hajlítja, ugyanúgy, mintha egy üveglencsén áthaladnának. Minél sűrűbb egy galaxis középpontja és annál erősebb a gravitáció, annál halványabb lesz a középső kép. Ez a központi kép, amelynek fénye a legközelebb került a lencse galaxis közepéhez, sokat mondhat nekünk a galaxis magjáról. Ez a lehetőség különösen kívánatosá teszi az ilyen központi képek megtalálását.
A PMN J1632-0033 rendszerben egy z = 3,42 vöröseltolódáson (kb. 11,5 milliárd fényév távolságú) rádiós hangos kvazárt egy ellipszis alakú galaxis lencséje z ~ 1 vöröseltolódással (kb. 8 milliárd fényév távolságra) . A kvazár két képe létezett, és egy harmadik, nagyon gyenge rádióforrásról gyanították, hogy a központi kép. Ugyanakkor ez a harmadik forrás közvetlenül a lencse-galaxis tetején volt, és így magának a lencse-galaxisnak a lényege lehetett.
Megfigyelve mindhárom kép rádiós „színét” vagy spektrumát a Nemzeti Tudományos Alapítvány Nagyon nagy tömbje és Nagyon hosszú alapvonal tömbje segítségével, Winn és munkatársai meggyőző bizonyítékot szolgáltattak arra, hogy a harmadik forrás valóban a kvazár központi képe. Spektruma lényegében megegyezik a másik két képpel, kivéve alacsony frekvenciákon, ahol a rádió energia egy részét elnyelte a lencse galaxis.
A kvazár három képének geometriája és tulajdonságai már a lencse galaxis magjáról szólnak. Például a központi fekete lyuk kevesebb, mint 200 millió napenergiát jelent. Emellett annak felületi sűrűsége (anyagmennyiség az ég síkjára vetítve) a középső kép helyén több mint 20 000 napelemes tömeg négyzetű parserenként. (Összehasonlításképpen: a Tejút felszíni sűrűsége napunk közelében körülbelül 50 napenergiát mutat négyzetes parserenként.) A lencselő galaxis mindkét száma megegyezik az elvárásokkal, amelyek a Földhöz százszoros galaxisok részletes megfigyelésein alapulnak.
„A galaxisközpontokkal kapcsolatos szinte minden tudásunk a nagyon közeli galaxisok tanulmányozásából származik. A figyelemre méltó dolog a központi képeknél az, hogy hasonló információkat kaphat a galaxisok magjáról több százszor távolabbra, és milliárd évvel fiatalabbra, mint a szomszédos galaxisok ”- mondta Winn.
Ez a kutatás elérhető a http://arxiv.org/abs/astro-ph/0312136 címen, és a Nature folyóirat 2004. február 12-i számában jelenik meg.
A székhelyű, Cambridge-ben (Massachusetts) található Harvard-Smithsonian Astrofizikai Központ a Smithsonian Astrophysical Observatory és a Harvard College Observatory közös együttműködése. A CfA tudósok, amelyek hat kutatási részleget alkotnak, megvizsgálják az univerzum eredetét, fejlődését és végső sorsát.
Eredeti forrás: Harvard CfA sajtóközlemény
