Astronomija

Kako razlikovati slike gravitaciono lećenog objekta

Kako razlikovati slike gravitaciono lećenog objekta


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Svjetlost koja dolazi iz daleke galaksije ili zvijezde može se iskriviti na putu do Zemlje; ovo izobličenje uzrokuje zakrivljenost prostora kada je prisutan masivan objekt. Moje pitanje je, kako možemo znati jesu li ovi dvojnici iz iste galaksije (posebno u slučaju zvijezde)?


U slučaju više slika pozadine, udaljenog objekta, odgovor je relativno jednostavan. Uzmete spektar više slika ili dijelova proširene leće i vidite da li spektar izgleda isto, a posebno da li je crveni pomak više slika isti.

Gravitaciono sočivo podjednako utječe na svjetlost svih valnih duljina, pa bez obzira na prolazni put, spektar treba biti nepromijenjen, osim da različitim putovima treba različito vrijeme da bi putovali od izvornog objekta do nas. Dakle, ako se izvor pozadine ili njegov spektar razlikuju u vremenu, onda se objektivirane slike također mogu činiti drugačijima. Međutim, udaljene galaksije ne mijenjaju svoj crveni pomak na tako kratkim vremenskim skalama, pa bi ovo i dalje trebalo biti isto bez obzira.


Kvazari sa gravitacijskim lećama

(lijevo) Skoro infracrvena slika kvazara čija svjetlost putuje oko 10 milijardi godina i koju je interventna galaksija izobličila u reimagirani (gravitacijski sočivi) skup od četiri slike istog kvazara. Desni okvir prikazuje slabu intervenirajuću galaksiju nakon oduzimanja četiri slike kvazara.

Put svjetlosti savijen je masom, učinak predviđen Einsteinovom teorijom gravitacije, a kada masivna galaksija ili nakupina leži duž našeg vidnog polja do udaljenije galaksije, njegova će materija djelovati kao sočivo za prikaz svjetlosti od taj objekt. Takozvano jako gravitaciono sočivo stvara jako iskrivljene, uvećane i često višestruke slike jednog izvora. (Jaka sočiva razlikuju se od slabih sočiva koja rezultiraju skromno deformiranim oblicima pozadinskih galaksija.) Kvazari su galaksije s masivnim crnim rupama na jezgri oko kojih se zrači ogromna količina energije, više nego iz ostatka cijele galaksije domaćina. Njihova osvijetljenost omogućava kvazare da se vide na kosmološkim udaljenostima, pa su stoga vjerojatni kandidati za jako sočivo, sa nekoliko stotina do sada poznatih kvazara sočiva kvazara. Oni su pružili dragocjene informacije ne samo o kvazarima i sočivima, već i o kosmologiji, jer su iskrivljeni svjetlosni putevi udaljenih objekata putovali preko kosmoloških daljina.

Astronom CfA David James bio je član velikog međunarodnog tima koji je sustavno tragao za novim gravitacijski lećenim kvazarima. Koristili su WISE infracrvenu anketu za sve nebo da bi potražili kandidate čije infracrvene boje sugeriraju da su to galaksije s aktivnim jezgrima (poput kvazara). Obrađivali su slike ovih kandidata sofisticiranim algoritmom tražeći dokaze da su višestruke komponente, kao što bi se moglo očekivati ​​od lećnog sistema, a zatim su pratili ovaj podskup spektroskopskim i zemaljskim slikovnim opažanjima koristeći veću prostornu rezoluciju od WISE-a. Od prvobitnog skupa od pedeset i četiri kandidata, pronašli su dva čiji su spektri potvrdili da su gravitacijski lećeni kvazari, jedan s četiri podslike i jedan sa dva, od kojih svako svjetlo putuje prema nama već oko deset milijardi godina. Slike u ova dva slučaja takođe su pokazale tragove galaksije koja leči, što je važna potvrda efekta leće, iako su galaksije bile previše slabe da bi se mogle izmjeriti njihove udaljenosti. Naučnici su također identificirali još sedam objekata za koje je vjerovatno da će biti dvostruki kvazari, ali potrebna su daljnja istraživanja kako bi se ti rezultati potvrdili.

"STRONG objektiviranje uvida u istraživanje mračne energije (STRIDES) 2016. godine - II. Nove kvazarične leće od dvokomponentnog ugradnje," T. Anguita i sur. MNRAS 480, 5017, 2018.


Mozaik gravitacijski leziranih kvazara

Svaki od ovih snimaka svemirskog teleskopa Hubble otkriva četiri iskrivljene slike kvazara u pozadini koji okružuju središnju jezgru masivne galaksije u prvom planu.

Višestruke slike kvazara proizvedene su gravitacijom galaksije u prvom planu, koja djeluje poput povećala iskrivljavanjem kvazarove svjetlosti u efektu koji se naziva gravitaciono sočivo. Kvazari su izuzetno udaljeni svemirski ulični svjetiljci koje proizvode aktivne crne rupe.

Zrake svjetlosti sa svake leće kvazarne slike kreću se malo drugačijim putem kroz svemir do Zemlje. Duljina puta ovisi o količini materije koja iskrivljuje prostor duž vidne linije do kvazara. Da bi ušli u trag svakom putu, astronomi nadgledaju treperenje kvazarove svjetlosti dok njegova crna rupa guta materijal. Kad svjetlost zatreperi, svaka sočiva posvjetljuju se u različito vrijeme. Ova treperava sekvenca omogućava istraživačima da mjere vremenska kašnjenja između svake slike dok leća prolazi kroz put do Zemlje.

Ova mjerenja vremenskog kašnjenja pomogla su astronomima da izračunaju koliko brzo svemir raste, vrijednost koja se naziva Hubble-ova konstanta.

Slike Hubble-a snimljene su između 2003. i 2004. pomoću napredne kamere za ankete.

Zasluge:NASA, ESA, S.H. Suyu (Institut za astrofiziku Max Planck, Tehnički univerzitet u Minhenu i Institut za astronomiju i astrofiziku Academia Sinica) i K.C. Wong (Univerzitet u Tokiju Kavli Institut za fiziku i matematiku svemira)

Brze činjenice

O objektu
Naziv objekta RXJ1131-1231, B1608 + 656, HE0435-1223, WFI2033-4723
Opis objekta Kvazare u pozadini lentiraju galaksije u prvom planu
O podacima
Opis podataka HST-ova zapažanja uključuju ona iz programa 9744 (C. Kochanek) i 10158 (C. Fassnacht).
Instrument ACS / WFC
Datumi izlaganja 22. juna 2004., 24. avgusta 2004., 18. avgusta 2003., 23. jula 2004
Filteri F555W, F606W, F814W
O slici
Informacije o boji Ove slike su kombinacija zasebnih ekspozicija snimljenih instrumentom ACS / WFC na svemirskom teleskopu Hubble. Za uzorkovanje određenih područja valnih duljina korišteno je nekoliko filtera. Boja nastaje dodjeljivanjem različitih nijansi (boja) svakoj monokromatskoj slici (sive boje) pridruženoj pojedinačnom filtru. U ovom su slučaju dodijeljene boje cijan: F555W / F606W narančasta: F814W.
Slika kompasa

Pomoć za brze činjenice

  • Prijedlog: Opis zapažanja, njihova naučna opravdanost i veze do podataka dostupnih u naučnoj arhivi.
  • Naučni tim: Astronomi koji su planirali posmatranja i analizirali podatke. & quotPI & quot odnosi se na glavnog istražitelja.

NASA-in svemirski teleskop Hubble projekt je međunarodne suradnje između NASA-e i ESA-e. Naučni institut za svemirski teleskop AURA & rsquos u Baltimoreu, u državi Maryland, provodi naučne operacije Hubble.


Naučnici otkrivaju dva kvazara sa gravitacijskim sočivima

(lijevo) Skoro infracrvena slika kvazara čija svjetlost putuje oko 10 milijardi godina i koju je interventna galaksija izobličila u reimagirani (gravitacijski sočivi) skup od četiri slike istog kvazara. Desni okvir prikazuje slabu intervenirajuću galaksiju nakon oduzimanja četiri slike kvazara.

Put svjetlosti savijen je masom, efekt koji predviđa Einsteinova teorija gravitacije, a kada masivna galaksija ili nakupina leži duž našeg vidnog polja do udaljenije galaksije, njegova će materija djelovati kao sočivo za prikaz svjetlost od tog predmeta. Takozvano jako gravitaciono sočivo stvara jako iskrivljene, uvećane i često višestruke slike jednog izvora. (Jaka sočiva razlikuju se od slabih sočiva koja rezultiraju umjereno deformiranim oblicima pozadinskih galaksija.) Kvazari su galaksije s masivnim crnim rupama na jezgrama oko kojih se zrači ogromna količina energije, više nego iz ostatka cijele galaksije domaćina. Njihova osvijetljenost omogućava kvazare da se vide na kosmološkim udaljenostima, pa su stoga vjerojatni kandidati za jako sočivo, s nekoliko stotina do sada poznatih kvazara sočiva kvazara. Oni su pružili dragocjene informacije ne samo o kvazarima i sočivima, već i o kosmologiji, jer su iskrivljeni svjetlosni putevi udaljenih objekata putovali preko kosmoloških daljina.

Astronom CfA David James bio je član velikog međunarodnog tima koji je sustavno tragao za novim gravitacijski lećenim kvazarima. Koristili su WISE infracrvenu anketu za sve nebo da bi potražili kandidate čije infracrvene boje sugeriraju da su to galaksije s aktivnim jezgrima (poput kvazara). Obrađivali su slike ovih kandidata sofisticiranim algoritmom tražeći dokaze da su višestruke komponente, kao što bi se moglo očekivati ​​od lećnog sistema, a zatim su pratili ovaj podskup spektroskopskim i zemaljskim slikovnim opažanjima koristeći veću prostornu rezoluciju od WISE-a. Od prvobitnog skupa od pedeset i četiri kandidata, pronašli su dva čiji su spektri potvrdili da su gravitacijski lećeni kvazari, jedan s četiri podslike i jedan sa dva, od kojih svako svjetlo putuje prema nama već oko deset milijardi godina. Slike u ova dva slučaja takođe su pokazale tragove galaksije koja leči, što je važna potvrda efekta leće, iako su galaksije bile previše slabe da bi se mogle izmjeriti njihove udaljenosti. Znanstvenici su također identificirali još sedam objekata za koje je vjerovatno da će biti dvostruki kvazari, ali potrebna su daljnja istraživanja kako bi se ti rezultati potvrdili.

Referenca: & # 8220Straga za praćenje uvida u Istraživanje mračne energije (STRIDES) 2016. Prateća kampanja - II. Nove kvazarske leće iz dvokomponentnog okovja, & # 8221 T. Anguita i sur. MNRAS 480, 5017, 2018.


Gravitaciono sočivo

Najjednostavniji oblik gravitacijskog sočiva je gdje se tačkasti izvor pozadine, obično kvazar, podijeli na više slika, čiji položaj i broj ovise o relativnoj geometriji izvora i sočiva. Objektiv će iskriviti i koncentrirati izvorni put svjetlosti, tako da će slika izgledati i svjetlije, ili uvećan. Različite slike koje čine višestruki sistem mogu povećati svoj sjaj različitim faktorima. Pronađeni su slučajevi dvostrukog, trostrukog, pa čak i četverostrukog sočiva (npr. Cloverleaf i Einsteinov krst). U većini slučajeva galaksija sočiva se ne opaža. Teorijski modeli gravitacionog sočiva predviđaju da uvijek treba postojati neparan broj slika pa se očekuje da i dvostruki i četverostruki sistem imaju centralnu sliku koja je preslaba da bi se mogla detektovati.

Ako je objekt u pozadini daleka galaksija koja je i sama produžena, sočiva se razmazuju u dugačke svjetleće lukovi dugo nekoliko lučnih sekundi. Takvi se lukovi obično opažaju u jezgri bogatih nakupina galaksija, obično izduženih tangencijalno prema centru jata i plavije boje od galaksija članova jata. U nekoliko grozdova desetine manjih arclets koji se vode iz porijekla slabo sočivo pozadinskih galaksija koje nisu tako jako uvećane. Najekstremniji slučaj gravitacionog sočiva uočava se kada je produženi izvor pozadine tačno poravnat sa simetričnom lećom. Objektivizirana slika ima oblik Einsteinov prsten.

Promjena svjetlosne putanje do kvazara rezultirat će različitim vremenima leta za svaku sliku. Ako je sam kvazar promjenjiv, tada se može izmjeriti odgovarajuće vremensko kašnjenje za posvjetljenje koje se vidi u svakoj komponenti slike. Razlika u vremenu putovanja svjetlosti povezana je s inverzom Hubbleove konstante, pa je teoretski moguće procijeniti H 0 od takvih vremenskih kašnjenja. U praksi je prethodno potrebno precizno modeliranje geometrije sočiva H 0 može biti dobro ograničen.

Moguće je da pojedine zvijezde u sočivima u galaksiji mogu prijeći put svjetlosti do kvazara i izazvati fluktuacije svjetline slike poznate kao mikroleće. Ovaj se efekat može primijetiti i kada objekti poznati kao MACHO u galaktičkom halo sočivu, svjetlost ekstragalaktičke zvijezde, izazovu veliko pojačanje svoje svjetline, iako su takvi događaji vrlo rijetki.


Astronomi otkrivaju 1.210 novih jakih gravitacionih sočiva

Koristeći duboku rezidualnu neuronsku mrežu i podatke iz istraživanja naslijeđenih slika spektroskopskih instrumenata tamne energije (DESI), astronomi su otkrili 1.200 novih jakih gravitacionih sistema sočiva, približno udvostručujući broj poznatih sočiva.

Primjer gravitacijske leće pronađen u podacima DESI Legacy Surveys. U DESI-090.9854-35.9683 postoje četiri kompleta sočiva, koja odgovaraju četiri različite galaksije u pozadini & # 8212 od krajnjeg gigantskog crvenog luka do najsuprijeg svijetloplavog luka, raspoređenih u četiri koncentrična kruga. Svima im je gravitaciono leća narančasta galaksija u samom centru. Kredit za sliku: NOIRLab.

Gravitaciona sočiva manifestacija su gravitacijske sposobnosti savijanja svjetlosti, što je predviđala Einsteinova opća teorija relativnosti 1915. godine.

Omogućuju astronomima da istraže najdublja pitanja našeg svemira, uključujući prirodu tamne materije i vrijednost Hubbleove konstante, koja definira širenje svemira.

Sastoje se od dva objekta: jedan koji je dalje i pruža svjetlost, a drugi, masa sočiva ili gravitaciona leća, koja se nalazi između Zemlje i udaljenog izvora svjetlosti, a čija gravitacija odbija svjetlost.

Kada su promatrač, sočivo i udaljeni izvor svjetlosti precizno poravnati, promatrač vidi takozvani Einsteinov prsten, savršeni krug svjetlosti koji je projicirana i uvelike uvećana slika udaljenog izvora svjetlosti.

Očekuje se da će samo 1 od 10 000 masivnih galaksija pokazati dokaze jakog gravitacijskog sočiva, a njihovo lociranje nije lako.

"Masivna galaksija iskrivljuje prostor oko sebe, ali obično ne primijetite ovaj efekt", rekao je dr. Xiaosheng Huang, astronom sa Univerziteta u San Franciscu.

"Samo kada je galaksija skrivena direktno iza džinovske galaksije, moguće je vidjeti sočivo."

"Kada smo započeli ovaj projekt 2018. godine, bilo je samo oko 300 potvrđenih jakih sočiva."

Šesnaest od 1.210 novih kandidata za sočivo pronađeno u podacima DESI Legacy Surveys. Kredit za sliku: Huang i dr., arXiv: 2005.04730.

Dr. Huang i kolege izvršili su potragu za jakim sistemima gravitacionog sočiva u podacima DESI Legacy Surveys koristeći duboku rezidualnu neuronsku mrežu.

„Kao suvoditelj DESI Legacy Surveys shvatio sam da bi ovo bio savršen skup podataka za traženje gravitacijskih sočiva“, rekao je koautor dr. David Schlegel, istraživač iz Nacionalne laboratorije Lawrence Berkeley.

Za analizu podataka tim je koristio superračunalo Nacionalnog znanstvenog računarskog istraživačkog centra (NERSC) u laboratoriju Berkeley.

"DESI-jeve naslijeđene ankete bile su presudne za ovu studiju, ne samo teleskopa, instrumenata i uređaja, već i smanjenja podataka i vađenja izvora", rekao je dr. Huang.

"Kombinacija širine i dubine zapažanja je bez premca."

X. Huang i dr. 2021. Otkrivanje novih jakih gravitacionih sočiva u istraživanjima DESI naslijeđenih slika. ApJ, u štampi arXiv: 2005.04730


Gaia pronašla 12 primjera Evinštajnovih križeva galaksija koje su gravitacijski objektivirane pa ih vidimo ponovljene 4 puta

1915. godine Einstein je stavio završnu riječ u svoju Teoriju opće relativnosti (GR), revolucionarno novu hipotezu koja je gravitaciju opisivala kao geometrijsko svojstvo prostora i vremena. Ova teorija ostaje prihvaćeni opis gravitacije u modernoj fizici i predviđa da masivni objekti (poput galaksija i jata galaksija) savijaju samo tkivo svemira.

Kao rezultat toga, masivni objekti (poput galaksija i jata galaksija) mogu djelovati kao sočivo koje će odbiti i povećati svjetlost koja dolazi od udaljenijih objekata. Ovaj je efekt poznat pod nazivom & # 8220gravitacijsko sočivanje, & # 8221 i može rezultirati svim vrstama vizuelnih fenomena & # 8211, od kojih je najmanje poznat i & # 8220Einsteinov križ & # 8221 Korištenje podataka iz ESA & # 8217s Opservatorija Gaia, tim istraživača najavio je otkriće 12 novih Einsteinovih križeva.

Pojednostavljeno, Einsteinov križ nastaje kada svjetlost iz udaljenog objekta (u ovom slučaju, kvazara) galaksija u prvom planu toliko jako skrene da se posmatraču čini kao četiri različite slike. Dok je Einstein taj učinak već predvidio već 1912. godine, prva dvostruka slika lećnog kvazara pojavila se tek 1979. Do 1985. godine ukupno je otkriveno oko 50 Einsteinovih križeva, od kojih je samo četverostruka slika.

12 Einsteinovih križeva otkriveno pomoću podataka iz Gaia DR2. Zasluga: GraL Collaboration

Istraživanje je provela radna grupa Gaia Gravitational Lenses (GraL), međunarodna saradnja sa članovima iz Australije, Brazila, Indije, Evrope i SAD-a. Francois Mignard, astronom sa Univerziteta Côte d & # 8217Azur u Francuskoj i član GraL-a, pozabavio se izazovima proučavanja Einsteinovih križeva u nedavnom ESA-inom saopćenju za javnost.

& # 8220 Pronalaženje novih je teško, jer nemamo pojma gdje ih tačno potražiti, & # 8221 rekao je. & # 8220Treba snimanje visoke prostorne rezolucije samo da bi se locirali kandidati. & # 8221 Misija ESA & # 8217s Gaia, koja je pokrenuta 2013. godine, promijenila je igru ​​na ovom polju zbog svoje dosad neviđene prostorne rezolucije i mogućnosti snimanja cijelog neba svake godine. nekoliko mjeseci.

Koristeći seriju posebnih algoritama za mašinsko učenje, tim je pretražio drugo izdanje podataka Gaia 2 (Gaia DR2) kako bi pronašao kandidate za jako lensirane kvazare. & # 8220Tad smo trebali potvrditi da četiri blisko spakovane slike nisu čisto slučajno poravnanje četiri neovisna izvora, već zaista četiri slike jednog, udaljenog izvora, leće koje je umješala galaksija, & # 8221 rekla je Christine Ducourant sa sveučilišta iz Bordeauxa.

Budući da spektralna i fotometrijska mjerenja Gaia & # 8217s (fotometrijska) još nisu objavljena, tim se oslanjao na fotometriju dobivenu NASA-inim širokim poljem Infrared Survey Explorer (WISE) kako bi unaprijed odabrao najperspektivnije kandidate za daljnja spektroskopska opažanja. . To je zatim izvedeno pomoću spektrometra za snimanje niske rezolucije (LRIS) na teleskopu Keck I i dvostrukom spektrografu Palomar (DBSP).

Gaia mapira zvijezde Mliječnog puta. Zasluge: ESA / ATG medijska laboratorija: ESO / S. Brunier

Ova zapažanja potvrdila su da su 12 kandidata koje su identificirali bili kvadrati sa četverostrukim slikama, što efektivno povećava broj poznatih Einsteinovih križeva za blizu 25%. U budućnosti, raspoloživost višestruko snimljenih sočiva kvazara dostupnih za proučavanje pružit će astronomima dodatne mogućnosti za ispitivanje važnih kosmoloških parametara.

Oni uključuju trenutnu brzinu kojom se Univerzum širi (što bi moglo otkriti uvid u ulogu Mračne energije), kao i distribuciju Tamne Materije u galaksijama u prvom planu. Kao što je objasnio Alberto Krone-Martins & # 8211, astronom i predavač informatike na Kalifornijskom univerzitetu u Irvineu i Centru za astrofiziku i gravitaciju na Univerzitetu u Lisabonu, # 8211:

& # 8220Kvazari su suštinski promjenjivi objekti, a budući da je svjetlost na svakoj lećnoj slici prelazila različite puteve u Univerzumu, fluktuacije svjetlosti kvazara pojavljuju se na slikama u različito vrijeme. Iz ovoga je moguće procijeniti Hubble-Lemaitrovu konstantu.”

& # 8220Na temelju opće relativnosti i raspodjele materije u galaksiji možemo predvidjeti gdje bi trebale biti slike lećenog kvazara. Razlika između onoga što predviđamo i onoga što promatramo govori nam nešto o svojstvima različitih modela tamne materije. & # 8221

Koristeći tehniku ​​gravitacionog sočiva, tim je uspeo da ispita kako je na svetlost udaljenog kvazara uticalo intervenisanje malih nakupina tamne materije. Zasluge: NASA / ESA / D. Igrač (STScI)

Izvođenje ovih vrsta mjerenja zahtijeva da se daljnja promatranja provode na optičkim, radio i rendgenskim talasnim dužinama, koje su trenutno u toku. GraL radna grupa očekuje da će nadolazeća izdanja Gaia podataka & # 8211 poput Early Data Release 3 (EDR3), koja je dostupna 3. decembra 2020. & # 8211, omogućiti identificiranje više Einsteinovih križeva. Kao što je Ducourant dodao:

& # 8220Nakon konačnog objavljivanja podataka, nadamo se da će Gaia otkriti stotine ovih izvora. Zahvaljujući Gaii i suradnji između strojnog učenja, svemira i zemaljskih promatranja, postajemo sve učinkovitiji u pronalaženju ovih jedinstvenih predmeta. & # 8221

Njihovi nalazi su se nedavno pojavili na mreži i prihvaćeni su za objavljivanje u Astrofizički časopis.


Kompasna slika gravitacijski lećenih kvazara

Zasluge:NASA, ESA, S.H. Suyu (Institut za astrofiziku Max Planck, Tehnički univerzitet u Minhenu i Institut za astronomiju i astrofiziku Academia Sinica) i K.C. Wong (Institut za fiziku i matematiku svemira Kavli Univerziteta u Tokiju)

Brze činjenice

O objektu
Naziv objekta RXJ1131-1231, B1608 + 656, HE0435-1223, WFI2033-4723
Opis objekta Kvazare u pozadini lentiraju galaksije u prvom planu
O podacima
Opis podataka HST-ova zapažanja uključuju ona iz programa 9744 (C. Kochanek) i 10158 (C. Fassnacht).
Instrument ACS / WFC
Datumi izlaganja 22. juna 2004., 24. avgusta 2004., 18. avgusta 2003., 23. jula 2004
Filteri F555W, F606W, F814W
O slici
Informacije o boji Ove slike su kombinacija zasebnih ekspozicija snimljenih instrumentom ACS / WFC na svemirskom teleskopu Hubble. Nekoliko filtera je korišteno za uzorkovanje uskih raspona talasnih dužina. Boja nastaje dodjeljivanjem različitih nijansi (boja) svakoj monokromatskoj slici (sive boje) pridruženoj pojedinačnom filtru. U ovom su slučaju dodijeljene boje cijan: F555W / F606W narandžasta: F814W.

Pomoć za brze činjenice

  • Prijedlog: Opis zapažanja, njihova naučna opravdanost i veze do podataka dostupnih u naučnoj arhivi.
  • Naučni tim: Astronomi koji su planirali posmatranja i analizirali podatke. & quotPI & quot odnosi se na glavnog istražitelja.

NASA-in svemirski teleskop Hubble projekt je međunarodne suradnje između NASA-e i ESA-e. Naučni institut za svemirski teleskop AURA & rsquos u Baltimoreu, u državi Maryland, provodi naučne operacije Hubble.


Astronomi prvi put gledaju slike Hubble-a gravitaciono sočive Super I tipa Ia

Ova kompozitna slika prikazuje gravitacijski sočivu tipa Ia supernova iPTF16geu, viđenu različitim teleskopima. Slika u pozadini prikazuje pogled na noćno nebo iz širokog polja koji se vidi sa opservatorije Palomar koja se nalazi na planini Palomar u Kaliforniji. Slika s lijeve strane prikazuje zapažanja izvedena pomoću Sloan Digital Survey (SDSS). Središnju sliku snimio je NASA / ESA svemirski teleskop Hubble i prikazuje lećeću galaksiju SDSS J210415.89-062024.7. Snimka s desne strane takođe je snimljena Hubblom i prikazuje četiri sočiva eksplozije supernove koja okružuje lećuću galaksiju.

Koristeći svemirski teleskop Hubble, tim astronoma prvi put je analizirao više slika supernove tipa Ia sa gravitacijskim sočivima. Četiri slike zvijezde koja eksplodira bit će korištene za mjerenje širenja svemira. To se može učiniti bez ikakvih teorijskih pretpostavki o kosmološkom modelu, dajući dalje tragove o tome koliko se brzo Univerzum zaista širi. Rezultati su objavljeni u časopisu Science.

Pod vodstvom Univerziteta u Stockholmu, međunarodni tim astronoma otkrio je daleku supernovu tipa Ia, nazvanu iPTF16geu - trebalo je svjetlosti 4,3 milijarde godina da putuje na Zemlju. Svjetlost ove određene supernove savijena je i povećana efektom gravitacionog sočiva tako da je podijeljena na četiri odvojene slike na nebu. Četiri slike leže u krugu radijusa od samo oko 3000 svjetlosnih godina oko galaktičke galaksije u prvom planu, što je čini jednom od najmanjih do sada otkrivenih ekstragalaktičkih gravitacionih leća. Svojim izgledom podsjeća na poznatu supernova Refsdal, koju su znanstvenici otkrili 2015. godine. Međutim, Refsdal je bila supernova u kolapsu jezgre.

Supernove tipa Ia uvijek imaju istu unutrašnju svjetlinu, pa mjereći koliko svijetle izgledaju, astronomi mogu utvrditi koliko su daleko. Stoga su poznate kao standardne svijeće. Ove supernove korištene su desetljećima za mjerenje udaljenosti u svemiru, a korištene su i za otkrivanje njegovog ubrzanog širenja i zaključivanje o postojanju tamne energije. Sada supernova iPTF16geu omogućava astronomima da istražuju novi teritorij, testirajući teorije iskrivljenja svemirskog vremena na manjim vangalaktičkim skalama nego ikada ranije.

„Prvi put je razrješenje višestrukih slika super leće standardne svijeće supernove veliki proboj. Moć gravitacije usredsređene na svjetlost možemo izmjeriti preciznije nego ikad prije i ispitati fizičke vage koje su se do sada mogle činiti nedostižne ”, kaže Ariel Goobar, profesor u Oskar Klein Centru na Sveučilištu u Stockholmu i vodeći autor nove studija.

Kritična važnost objekta značila je da je tim podstakao naknadna opažanja supernove manje od dva mjeseca nakon otkrića. To je pored Hubblea uključivalo i neke od vodećih svjetskih teleskopa: Keckov teleskop na Mauna Kei na Havajima i ESO-in vrlo veliki teleskop u Čileu. Koristeći prikupljene podatke, tim je izračunao snagu povećanja sočiva kao faktor 52. Zbog standardne prirode svijeće iPTF16geu, ovo je prvi put da se ovo mjerenje može izvršiti bez ikakvih prethodnih pretpostavki o obliku sočiva ili kosmološki parametri.

Trenutno je tim u procesu preciznog mjerenja vremena koliko je trebalo svjetlu da stigne do nas sa svake od četiri slike supernove. Tada se razlike u vremenima dolaska mogu koristiti za izračunavanje Hubbleove konstante - brzine širenja Univerzuma - s velikom preciznošću. Ovo je posebno ključno u svjetlu nedavne razlike između mjerenja njegove vrijednosti u lokalnom i ranom svemiru.

Koliko god leće supernove imale važnost za kosmologiju, izuzetno ih je teško pronaći. Njihovo otkriće ne samo da se oslanja na vrlo određeno i precizno poravnavanje objekata na nebu, već je i vidljivo samo kratko vrijeme. "Otkriće iPTF16geu zaista je poput pronalaska pomalo čudne igle u plastu sijena", primjećuje Rahman Amanullah, koautor i istraživač sa Sveučilišta u Stockholmu. "Otkriva nam nešto više o Svemiru, ali uglavnom pokreće mnoštvo novih naučnih pitanja."

Proučavanje sličnijih sočiva supernova pomoći će nam oblikovati naše razumijevanje koliko se brzo Univerzum širi. Šanse za pronalaženje takvih supernova poboljšaće se instalacijom novih teleskopa za istraživanje u bliskoj budućnosti.


Ključ crne rupe za galaksije Behemoths (kozmologija / astronomija)

Nova crna rupa ruši rekord - - ne u tome što je najmanja ili najveća - - već u tome što se nalazi u sredini.

Nedavno otkrivena crna rupa "Zlatokos" dio je nedostajuće veze između dvije populacije crnih rupa: malih crnih rupa napravljenih od zvijezda i supermasivnih divova u jezgri većine galaksija.

Zajedničkim naporima istraživači sa Univerziteta u Melbourneu i Univerziteta Monash otkrili su crnu rupu približno 55.000 puta veću od mase sunca, basnoslovnu crnu rupu "srednje mase".

Vodeći autor i doktorand Univerziteta u Melbourneu James Paynter rekao je da najnovije otkriće baca novo svjetlo na to kako nastaju supermasivne crne rupe. "Iako znamo da se ove supermasivne crne rupe vrebaju u jezgri većine, ako ne i svih galaksija, ne razumijemo kako su ovi behemoti u stanju toliko narasti u doba Svemira", rekao je.

Nova crna rupa pronađena je otkrivanjem gravitaciono sočivnog rafala gama zraka.

Primijećeno je da je eksplozija gama zraka, pola sekunde bljeska visokoenergijske svjetlosti koju emituje par zvijezda koje se spajaju, imala "odjek" kontrolne tačke. Ovaj odjek uzrokuje intermedijarna crna rupa srednje mase koja savija put svjetlosti na putu do Zemlje, tako da astronomi dvaput vide isti bljesak.

Moćni softver razvijen za otkrivanje crnih rupa od gravitacionih valova prilagođen je da ustanovi da su dva bljeska slike istog objekta.

"Ova novootkrivena crna rupa mogla bi biti drevna relikvija - iskonska crna rupa - stvorena u ranom svemiru prije nego što su nastale prve zvijezde i galaksije", rekao je koautor studije, profesor Eric Thrane sa Fizičkog fakulteta Univerziteta Monash i Astronomija i glavni istražitelj za Centar izvrsnosti ARC-a za otkrivanje gravitacijskog vala (OzGrav).

"Ove rane crne rupe mogu biti sjeme supermasivnih crnih rupa koje danas žive u srcima galaksija."

Koautorica rada, pionirka gravitacionih sočiva, profesorica Rachel Webster sa Univerziteta u Melbourneu, rekla je da otkrića mogu pomoći naučnicima da naprave još veće korake.

„Koristeći ovog novog kandidata za crnu rupu, možemo procijeniti ukupan broj ovih objekata u Svemiru. Predvidjeli smo da bi to moglo biti moguće prije 30 godina, i uzbudljivo je otkriti jak primjer. "

Istraživači procjenjuju da se oko 46 000 crnih rupa srednje mase nalazi u blizini naše galaksije Mliječni put.

Istaknuta slika: Nova crna rupa pronađena je otkrivanjem eksplozije gama-zračenja gravitaciono sočiva. Slika: Carl Knox, OzGrav.


Pogledajte video: How Does Facial Recognition Work? (Oktobar 2022).