Obrazový kredit: Hubble
Je známych veľa príkladov, kde galaxia pôsobí ako gravitačné šošovky a vytvára na oblohe viac obrázkov vzdialenejšieho objektu, ako je za ňou skrytý jasný kvázar. Viac ako 20 rokov však pretrváva tajomstvo: Einsteinova všeobecná teória relativity predpovedá, že by mal existovať nepárny počet obrázkov, ale takmer všetky pozorované šošovky majú iba 2 alebo 4 známe obrázky. Astronóm Joshua Winn z Harvardsko-Smithsonovského centra pre astrofyziku (CfA) a dvaja bývalí kolegovia z CfA David Rusin (teraz na Pensylvánskej univerzite) a Christopher Kochanek (Štátna univerzita v Ohiu) identifikovali tretí ústredný obraz šošovkový kvasar. Rádiové pozorovania systému známeho ako PMN J1632-0033 v súhvezdí Ophiuchus odkryli slabý stredný obraz, ktorý sa dá použiť na skúmanie vlastností šošovkovej galaxie a superhmotnej čiernej diery, ktorá sa má nachádzať v jej strede.
„Nájdenie tohto centrálneho obrazu je samo o sebe zaujímavé, ale je ešte dôležitejšie pre to, čo nám môže povedať o šošovkovej galaxii. To nám ponúka nový nástroj na štúdium galaxií tak ďaleko, že dokonca aj pre Hubbleov vesmírny teleskop sú iba slabými šmuhami, “povedal Winn.
Kvazary sú extrémne vzdialené a jasné objekty, o ktorých sa predpokladá, že sú poháňané supermasívnymi čiernymi dierami. Jasne žiaria premenou gravitačnej energie hmoty padajúcej na čiernu dieru na svetlo a iné druhy žiarenia, ako sú rádiové vlny.
V gravitačnej šošovke sú lúče z kvasaru, ktoré prechádzajú blízko galaxie, ohýbané gravitačným poľom galaxie, rovnako ako by boli ohýbané, keď prechádzajú sklenenou šošovkou. Čím je stred galaxie hustejší a čím silnejšia je jeho gravitácia, tým slabší bude centrálny obraz. Tento centrálny obraz, ktorého svetlo prešlo najbližšie k stredu šošovkovej galaxie, nám však môže povedať veľa o jadre tejto galaxie. Vďaka tejto príležitosti je obzvlášť dôležité nájsť také centrálne obrazy.
V systéme PMN J1632-0033 je rádio-hlasný kvasar pri červenom posunu z = 3,42 (vzdialenosť asi 11,5 miliárd svetelných rokov) šošovkována eliptickou galaxiou pri červenom posunu z ~ 1 (vzdialený asi 8 miliárd svetelných rokov). , Bolo známe, že existujú dva obrazy kvasaru, a tretí veľmi slabý rádiový zdroj bol považovaný za centrálny obraz. Avšak tento tretí zdroj bol priamo na vrchu šošovkovej galaxie, a tak mohol byť vlastný samotnej šošovkovej galaxii.
Tým, že Winn a jeho kolegovia pozorovali rádiové „farby“ alebo spektrum všetkých troch snímok využívajúcich veľmi veľké pole Národnej vedeckej nadácie a veľmi dlhé základné línie, poskytli presvedčivé dôkazy o tom, že tretí zdroj je skutočne ústredným obrazom kvasaru. Jeho spektrum je v podstate totožné s ostatnými dvoma obrázkami, s výnimkou nízkych frekvencií, v ktorých bola určitá časť rádiovej energie absorbovaná šošovkovou galaxiou.
Geometria a vlastnosti troch obrazov kvasaru už hovoria o jadre šošovkovej galaxie. Napríklad jej stredná čierna diera váži menej ako 200 miliónov slnečných hmôt. Jeho povrchová hustota (množstvo hmoty premietnuté proti rovine oblohy) v mieste centrálneho obrazu je tiež viac ako 20 000 slnečných hmôt na štvorcový parsec. (Na porovnanie, povrchová hustota Mliečnej dráhy blízko nášho Slnka je približne 50 slnečných hmôt na štvorcový parsec.) Obidve čísla pre šošovkovú galaxiu súhlasia s očakávaniami na základe podrobných pozorovaní galaxií stokrát bližšie k Zemi.
„Takmer všetky naše vedomosti o centrách galaxií pochádzajú zo štúdia veľmi blízkych galaxií. Pozoruhodné na centrálnych obrázkoch je to, že podobné informácie o jadrách galaxií môžete získať stokrát ďalej a miliardy rokov mladšie ako naše susedné galaxie, “povedal Winn.
Tento výskum je k dispozícii online na adrese http://arxiv.org/abs/astro-ph/0312136 a bude uverejnený vo vydaní časopisu Nature 12. februára 2004.
Harvardovo-Smithsonovské centrum pre astrofyziku so sídlom v Cambridge v štáte Massachusetts je spoločná spolupráca medzi Smithsonovským astrofyzikálnym observatóriom a observatóriom Harvard College. Vedci CfA, rozdelení do šiestich výskumných divízií, študujú pôvod, vývoj a konečný osud vesmíru.
Pôvodný zdroj: Harvard CfA News Release
