Kreditna slika: Hubble
Poznati su mnogi primjeri gdje galaksija djeluje kao gravitacijska leća, stvarajući na nebu više slika udaljenijeg objekta poput svijetleg kvazara skrivenog iza nje. Ali postojala je postojana misterija više od 20 godina: Einsteinova opća teorija relativnosti predviđa da bi trebao postojati neparan broj slika, no gotovo sve promatrane leće imaju samo 2 ili 4 poznate slike. Sada su astronom Joshua Winn iz Harvard-Smithsonian centra za astrofiziku (CfA) i dva bivša kolega iz CfA, David Rusin (sada na Sveučilištu Pennsylvania) i Christopher Kochanek (Državno sveučilište Ohio), identificirali treću, središnju sliku posuđeni kvazar. Radio-promatranja sustava poznatog kao PMN J1632-0033 u zviježđu Ophiuchus otkrili su blijedu središnju sliku koja se može upotrijebiti za istraživanje svojstava galaksije koja leći i supermasivne crne rupe za koje se očekuje da će ležati u njenom središtu.
„Pronalazak ove središnje slike zanimljiv je sam po sebi, ali je još važniji zbog onoga što nam može reći o galaktiji koja leći. To nam nudi novi alat za proučavanje galaksija tako daleko da, čak i do svemirskog teleskopa Hubble, one su samo mrlje mrlje “, rekao je Winn.
Kvazi su izuzetno udaljeni i svijetli objekti za koje se vjeruje da ih pokreću supermasivne crne rupe. Oni sjajno sjaju pretvaranjem gravitacijske energije materije koja pada u crnu rupu u svjetlost i druge vrste zračenja, poput radio valova.
U gravitacijskom lećanju svjetlosne zrake iz kvazara koji prolaze blizu galaksije savijaju se gravitacijskim poljem galaksije, onoliko koliko bi bile savijene kada prolaze kroz staklenu leću. Što je središte galaksije gušće, a što je jača njegova gravitacija, to će središnja slika biti slabija. Pa ipak, ta središnja slika, čija je svjetlost prošla najbliže sredini lektire galaksije, može nam puno reći o srži te galaksije. Ta mogućnost čini pronalazak takvih središnjih slika posebno poželjnim.
U sustavu PMN J1632-0033 radio-glasni kvazar u crvenom pomaku z = 3,42 (udaljenost od oko 11,5 milijardi svjetlosnih godina) posuđen je eliptičnom galaksijom u crvenom pomaku z ~ 1 (oko 8 milijardi svjetlosnih godina) , Znalo se da postoje dvije slike kvazara, a za treću, vrlo slabu radio izvoru sumnjalo se da je središnja slika. Međutim, taj treći izvor nalazio se točno na vrhu galaksije koja leća, i tako je možda bio svojstven samoj galaksiji leće.
Promatrajući radijsku "boju" ili spektar sve tri slike koristeći niz Velikih nizova i vrlo dugu osnovnu liniju Nacionalne zaklade za znanost, Winn i njegovi kolege pružili su uvjerljive dokaze da je treći izvor doista kvadratska središnja slika. Njegov je spektar u osnovi identičan ostalim dvjema slikama, osim na niskim frekvencijama gdje je dio radio energije apsorbirao galaktijom leće.
Geometrija i svojstva tri slike kvazara već govore o jezgri galaksije koja leći. Na primjer, njegova središnja crna rupa teži manje od 200 milijuna solarnih masa. Također, njegova površinska gustoća (količina tvari projicirana prema ravnini neba) na mjestu središnje slike veća je od 20 000 sunčevih masa po kvadratnom parseku. (Za usporedbu, površinska gustoća Mliječnog puta u blizini našeg sunca je oko 50 sunčevih masa po kvadratnom parseksu.) Obje brojke za lektirajuću galaksiju slažu se s očekivanjima na temelju detaljnih promatranja galaksija stotine puta bliže Zemlji.
„Gotovo sve naše znanje o centrima galaksija dolazi iz proučavanja vrlo bliskih galaksija. Izuzetna stvar na središnjim slikama je da možete dobiti slične podatke o jezgrama galaksija stotinama puta udaljenijim i milijardama godina mlađim od naših susjednih galaksija “, rekao je Winn.
Ovo je istraživanje dostupno na mreži na http://arxiv.org/abs/astro-ph/0312136 i bit će objavljeno u broju za časopis Nature. Za veljaču 12. veljače 2004. godine.
Sa sjedištem u Cambridgeu, Massachusetts, Harvard-Smithsonian Centar za astrofiziku zajednička je suradnja između Smithsonian Astrophysical Observatory i Harvard College Observatory. Znanstvenici iz CfA, organizirani u šest istraživačkih odjela, proučavaju porijeklo, evoluciju i konačnu sudbinu svemira.
Izvorni izvor: Harvard CfA News Release
