Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 21.10.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Телескоп Хаббл запечатлел современный крест Эйнштейна

Телескоп Хаббл запечатлел современный крест Эйнштейна
shortstoryf

С помощью космического телескопа Хаббла специалистам впервые удалось запечатлеть четыре изображения отдалённой взорвавшейся звезды. Но эти изображения расположены не абы как, а они подчиняются влиянию массивной галактики, которая расположилась на переднем плане и входит в ещё более массивное скопление галактик, между объективом Хаббла и взорвавшейся звездой. Это наблюдение эффекта гравитационного линзирования удивительным образом совпало с празднованием столетия создания Специальной Теории Относительности Альберта Эйнштейна, а статья об этом событии появилась 6 марта 2015 года в специальном издании Nature.

А всё началось довольно просто. Учёные пристально рассматривали связанную группу MACS J1149+2223, в частности одну её массивную эллиптическую галактику, и увидели несколько странное и редкое событие. Мощное гравитационное поле самой галактики, а также её галактического скопления искажает световой поток от отдалённой звезды заднего плана и создаёт четыре её отдельных изображения. Искажение и увеличение изображения происходит вследствие эффекта гравитационного линзирования, и в результате этого, вокруг эллиптической галактики образовался известный крест Эйнштейна. Альберт Эйнштейн как раз и предсказал этот эффект, а впервые его удалось обнаружить по такому же крестообразному изображению, которое и получило наименование в честь учёного. И хотя астрономы ранее уже обнаруживали подобные множественные изображения, они прежде никогда не наблюдали искажения звёздного взрыва.

«Когда я впервые увидел эти четыре изображения звезды, окружающие галактику, то это было для меня полнейшей неожиданностью», — Патрик Келли из Калифорнийского университета Беркли, член коллаборации Grism Lens Amplified Survey from Space (GLASS).

Патрик совместно со своими коллегами из GLASS обнаружил эту сверхновую во время рутинной обработки информации, которая была получена командами GLASS и  Frontier Fields Supernova team и накапливалась с 2013 года. Программа Frontier Fields (Пограничные Области) представляет собой трёхлетний обзор с помощью телескопа Хаббл, направленный на изучение шести массивных групп галактик. Результаты, полученные в этом обзоре, не ограничатся только этими шестью объектами, но и будут содержать в себе информацию о далёких объектах, проявляющих себя через эффект гравитационного линзирования. Учёные из обзора GLASS решили воспользоваться уникальными возможностями Хаббла и подробно изучить десять массивных групп галактик, выступающих в качестве гравитационных линз, в том числе и шесть тех, которые проходят по программе Frontier Fields. Теперь эти две команды работают совместно, чтобы изучить найденные изображения сверхновой, свет от которой шёл до нас около 9 миллиардов лет. Для выявления дистанции до звезды астрономы отдельно задействовали Обсерваторию Кек в Мауна Кеа на Гавайях.

«Эта сверхновая выглядит в 20 раз ярче её реальной светимости, если бы она не была увеличена гравитационной линзой. Это происходит из-за совместного воздействия двух пересекающихся линз. Массивная группа галактик разбивает приходящее изображение сверхновой на три составляющих, а затем одно из них попадает в гравитационную линзу уже локальной эллиптической галактики, включённой в скопление, и происходит вторичный эффект линзирования. А тёмная материя, которая окружает эту же галактику, в свою очередь сгибает и перефокусирует свет ещё в четыре направления, в связи с чем, мы и можем наблюдать крест Эйнштейна», — Йенс Хйорт, соавтор исследования из датского Центра тёмной космологии.

Это уникальное событие должно помочь астрономам усовершенствовать своё представление о количестве и распределении тёмной материи в линзирующей галактике и скоплении, к которому она принадлежит. Как известно, во Вселенной тёмная материя существенно преобладает над обычной, но она чрезвычайно неуловима и проявляется себя на видимую Вселенную, как сейчас общепризнано, через гравитационные эффекты. Таким образом, линзирующие эффекты являются большим подспорьем в определении существующего количества этого вещества.

Но когда четыре изображения сверхновой звезды исчезнут, поскольку взрыв сверхновой утихнет, у астрономов будет редкий шанс обнаружить повторное изображение этого события. Дело в том, что свет, исходящий от сверхновой, гравитационно искажается по нескольким отдельным путям. Каждый из этих путей пролегает через различные области простого вещества и тёмной материи, это вызывает некоторые искажения по пути следования к Земле, и таким образом, для некоторых маршрутов время движения по пути больше. Астрономы, с помощью разработанной модели распределения тёмной материи в кластере, могут предсказать, когда и где должно появиться следующее изображение, а использование временных задержек позволяет точнее создавать массовые модели.

«Четыре изображения сверхновой звезды, которые увидел Хаббл, появились поочерёдно в промежутке времени от нескольких дней до нескольких недель от первого до последнего. Но мы считаем, что эта звезда, возможно, впервые появилась в поле гравитационного действия группы галактик около 20 лет назад и в другом месте, не в том, где мы видим её сейчас. А самое удивительное то, что, согласно нашим моделям, она может вновь появиться в виде нового искажения в последующие пять лет, и мы надеемся увидеть это событие в реальном времени», — Стив Родни из Университета имени Джона Хопкинса.

Эту сверхновую звезду назвали Рефсдаль (Refsdal) в честь норвежского астронома Сюра Рефсдаля, который первый в 1964 году предложил использовать рассинхронизацию в появлении гравитационно искажённых изображений для изучения расширения Вселенной.

Изображения

  • MACS J1149+2223

    Скопление галактик MACS J1149+2223 на расстоянии 5 миллиардов световых лет от нас. В квадрате показана эллиптическая галактика с крестом Эйнштейна. Источник: NASA, ESA, S. Rodney (John Hopkins University, USA) and the FrontierSN team; T. Treu (University of California Los Angeles, USA), P. Kelly (University of California Berkeley, USA) and the GLASS team; J. Lotz (STScI) and the Frontier Fields team; M. Postman (STScI) and the CLASH team; and Z. Levay (STScI)

  • MACS J1149+2223 крест Эйнштейна

    Увеличенное изображение эллиптической галактики, в которой появился крест Эйнштейна. Источник: NASA, ESA, S. Rodney (John Hopkins University, USA) and the FrontierSN team; T. Treu (University of California Los Angeles, USA), P. Kelly (University of California Berkeley, USA) and the GLASS team; J. Lotz (STScI) and the Frontier Fields team; M. Postman (STScI) and the CLASH team; and Z. Levay (STScI)

  • MACS J1149+2223 гравитационное линзирование

    На примере скопления галактик MACS J1149+2223 показано, как возникает крест Эйнштейна. Также, здесь показано проявления эффекта второго гравитационного линзирования, когда разные изображения одного и того же объекта появляются в разных местах в различное время. Источник: NASA & ESA

По информации The Hubble European Space Agency Information Centre.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google