Это исследование, которое объединило изображения с космического телескопа Хаббла со спектроскопическими наблюдениями из GTC, подтвердило существование нового примера гравитационной линзы, явление, предсказанное теорией общей теории относительности Альберта Эйнштейна. В этом случае наблюдаемый эффект связан с изменением, вызванным галактикой, которая действует как увеличительное стекло, усиливая и искажая на четырех отдельных изображениях в форме креста свет другой галактики, расположенной на расстоянии 20000 миллионов световых лет.
Одним из наиболее ярких выводов теории общей теории относительности Альберта Эйнштейна является то, что траектория кривых блеска в присутствии вещества. Этот эффект может наблюдаться в случае света, излучаемого далекой галактикой, когда ее свет проходит близко к другой галактике на пути к наблюдателю. Это явление известно как гравитационное линзирование, поскольку оно сравнимо с отклонением световых лучей от классических стеклянных линз. Точно так же гравитационные линзы действуют как лупы, которые изменяют размер, форму и интенсивность изображения удаленного объекта.
В зависимости от степени выравнивания двух источников можно наблюдать несколько изображений удаленного источника, таких как четыре отдельных изображения в форме креста (отсюда и название «крест Эйнштейна»), колец или дуг. Как правило, очень трудно обнаружить гравитационную линзу, потому что расстояние между изображениями, получаемыми линзой, обычно очень мало, и для их просмотра требуются изображения с высоким разрешением. Именно анализируя изображения высокого разрешения космического телескопа Хаббла, можно было обнаружить астеризм, который выглядел как новый пример креста Эйнштейна.
Исключительное открытие
Однако, обнаружение четырех точек света в форме креста, расположенного вокруг галактики, не гарантирует нам, что это линза, поэтому мы должны показать, что 4 изображения принадлежат одному и тому же объекту. Для этого необходимы спектроскопические наблюдения. По этой причине команда итальянских ученых во главе с Даниэлой Беттони из Обсерватории Падуи и Риккардо Скарпа из МАК решили спектроскопически наблюдать с помощью GTC предполагаемый объектив. По словам Скарпы, «результат не мог быть лучше. Атмосфера была очень чистой и с минимальной турбулентностью (видимость), что позволило нам четко разделить излучение трех из четырех изображений. Спектр сразу дал нам ответ, которым мы были ища, одна и та же линия излучения за счет ионизованного водорода появилась во всех трех спектрах на одной и той же длине волны.
Был обнаружен новый крест Эйнштейна, названный J2211-0350 в соответствии с его координатами на небе. Объект, выступающий в качестве линзы, оказывается эллиптической галактикой, расположенной на расстоянии примерно 7 миллиардов световых лет (z = 0,556), а источник находится на расстоянии не менее 20 миллиардов световых лет (z = 3,03). «Обычно источником является квазар, с большим удивлением мы поняли, что источником в этом случае была другая галактика, фактически галактика с очень интенсивными линиями излучения, что указывает на то, что это молодой объект, все еще формирующий большое количество звезд», — объясняют Bettoni. Это было настоящим достижением для GTC, учитывая, что был известен только еще один объектив такого типа.
Новый исследовательский инструмент
Благодаря этим новым наблюдениям, представленным в Астрофизическом журнале , у астрономов появился еще один инструмент для исследования Вселенной. Гравитационные линзы важны, потому что они позволяют изучать Вселенную уникальным способом. Поскольку свет разных изображений, вначале один и тот же свет, следует по разным путям во Вселенной, поэтому любые спектральные различия должны быть связаны с материалом, который находится между нами и источником. Кроме того, если источник является переменным, мы можем видеть временную задержку (одно изображение освещается раньше других), которая предоставляет ценную информацию о форме Вселенной.
Конечно, масса линзы, ответственной за изгибание света, может быть точно определена, обеспечивая важный независимый метод для взвешивания галактик . Наконец, как и в случае с обычной стеклянной линзой, гравитационная линза концентрирует к нам свет от источника, что позволяет видеть недостижимые объекты. В этом случае можно рассчитать, что источник в 5 раз ярче, чем без линзы.
