Obrazový kredit: SDSS
Gravitačné šošovky sa vyskytujú, keď je svetlo zo vzdialeného objektu, ako je napríklad kvasar, skreslené gravitáciou bližšieho predmetu. Astronómovia objavili práve takú šošovku, kde sú deformácie také veľké, že musia byť spôsobené značným množstvom tmavej hmoty - samotný viditeľný materiál nemôže byť zodpovedný. Temná hmota je predpovedaná jej gravitačným vplyvom na galaxie a hviezdy vo vesmíre, ale astronómovia zatiaľ nie sú celkom istí, čo to je; či je to len obyčajná hmota, ktorá je príliš studená na to, aby bola viditeľná zo Zeme, alebo nejaká exotická častica.
Vedci zo Sloan Digital Sky Survey objavili gravitačné šošovky s najväčšími rozdielmi, aké boli kedy zaznamenané, a na rozdiel od očakávaní zistili, že štyri z najvzdialenejších a najsvetlejších kvasarov, ktoré sú známe, nie sú gravitačné šošovky.
Teória všeobecnej relativity Alberta Einsteina predpovedá, že gravitačný ťah masívneho tela môže pôsobiť ako šošovka, ohýbať a zdeformovať svetlo vzdialeného objektu. Masívna štruktúra niekde medzi vzdialeným kvasarom a Zemou môže „šošoviť“ svetlo kvasaru, čo robí obraz podstatne jasnejším a vytvára niekoľko obrázkov jedného objektu.
V príspevku uverejnenom v časopise NATURE 18./25. Decembra, tím Sloan Digital Sky Survey (SDSS) pod vedením postgraduálnych študentov Tokijskej univerzity Naohisa Inada a Masamune Oguri uvádza, že štyri kvázary v tesnej blízkosti sú v skutočnosti svetlom z jedného kvasaru rozdeleného na štyri obrazy pomocou gravitačných šošoviek.
Od prvého príkladu, ktorý bol nájdený v roku 1979, bolo objavených viac ako 80 gravitačných šošoviek. Tucet katalogizovaných šošoviek je škrupinami objavov SDSS, z ktorých polovica je výsledkom práce Inady a jeho tímu.
Ale to, čo robí toto posledné zistenie tak dramatickým, je to, že oddelenie medzi štyrmi obrázkami je dvakrát väčšie ako v akomkoľvek predtým známom gravitačné šošovkovom kvasare. Až do objavenia tohto kvázaru štvornásobných šošoviek bola najväčšia separácia známa v gravitačné šošovkovom kvasare 7 arcsekúnd. Kvazár, ktorý našiel tím SDSS, leží v súhvezdí Leo Minor; pozostáva zo štyroch obrázkov oddelených 14,62 sekundy.
Aby sa dosiahlo také veľké oddelenie, musí byť koncentrácia látok spôsobujúcich šošovku obzvlášť vysoká. V popredí tejto gravitačnej šošovky je zhluk galaxií; temná hmota spojená so zhlukom musí zodpovedať za bezprecedentné veľké oddelenie.
„Ďalšie pozorovania získané na Subaru 8,2 metrov a ďalekohľade Keck potvrdili, že tento systém je skutočne gravitačnou šošovkou,“ vysvetľuje Inada. „Predpokladá sa, že kvázary toľko rozdelené gravitačnými šošovkami sú veľmi zriedkavé, a preto ich možno nájsť iba vo veľmi veľkých prieskumoch, ako je SDSS.“
Oguri dodal: „Objavenie jednej takej širokej gravitačnej šošovky z viac ako 30 000 doteraz skúmaných kvasarov SDSS je úplne v súlade s teoretickými očakávaniami modelov, v ktorých vo vesmíre dominuje studená temná hmota. To ponúka ďalšie silné dôkazy o takýchto modeloch. “ (Studená temná hmota, na rozdiel od horúcej tmavej hmoty, vytvára pevné zhluky, druh, ktorý spôsobuje tento druh gravitačnej šošovky.)
"Gravitačné šošovky, ktoré sme objavili, poskytnú ideálne laboratórium na skúmanie vzťahu medzi viditeľnými objektmi a neviditeľnou temnou hmotou vo vesmíre," vysvetlil Oguri.
V druhom článku, ktorý mal byť uverejnený v Astronomickom časopise v marci 2004, tím vedený Gordonom Richardsom z Princetonskej univerzity použil vysoké rozlíšenie Hubbleovho vesmírneho teleskopu na preskúmanie štyroch najvzdialenejších známych kvasarov objavených spoločnosťou SDSS na zistenie príznakov gravitačnej šošovky. ,
Pri pohľade na veľké vzdialenosti v astronómii sa pozeráme späť v čase. Tieto kvázary sú vidieť v čase, keď bol vesmír menej ako 10 percent jeho súčasného veku. Tieto kvasary sú neskutočne žiariace a predpokladá sa, že sú poháňané obrovskými čiernymi dierami s hmotnosťou niekoľkokrát miliárd krát väčšou ako Slnko. Vedci tvrdia, že je skutočným tajomstvom, ako sa také masívne čierne diery mohli vytvoriť tak skoro vo vesmíre. Ak by však tieto objekty boli gravitačne šošovkovité, vedci z SDSS by odvodili podstatne menšie svietivosti, a teda aj hmotnosti čiernych dier, čo by uľahčilo vysvetlenie ich tvorby.
„Čím je kvasar vzdialenejší, tým pravdepodobnejšie je, že medzi ním a divákom je galaxia. Z tohto dôvodu sme očakávali, že šošovky budú vzdialenejšie, “vysvetlil výskumník SDSS Xiaohui Fan z University of Arizona. Na rozdiel od očakávaní však žiadny zo štyroch nevykazuje známky viacerých obrazov, ktoré sú charakteristickým znakom šošoviek.
„Gravitačne šošovky sú len malé zlomky kvasarov. Kvasary tohto jasného svetla sú však vo vzdialenom vesmíre veľmi zriedkavé. Keďže šošovky spôsobujú, že sa kvasary javia jasnejšie, a preto sa dajú ľahšie odhaliť, očakávali sme, že naše vzdialené kvasary boli najpravdepodobnejšie šošovky, “navrhol člen tímu Zoltan Haiman z Columbia University.
"Skutočnosť, že tieto kvazary nie sú šošovkovité, hovorí, že astronómovia musia brať vážne myšlienku, že kvazary pár miliárd krát hmotnejšie ako Slnko sa vytvorili menej ako miliarda rokov po Veľkom tresku," uviedol Richards. "Teraz hľadáme ďalšie príklady kvázarov s vysokým červeným posunom v SDSS, aby teoretici mohli vysvetliť ešte viac supermasívnych čiernych dier."
Pôvodný zdroj: SDSS News Release
