Кредит за изображение: SDSS
Гравитационните лещи се случват, когато светлината от отдалечен предмет, например квазар, се изкривява от гравитацията на по-близък обект. Астрономите са открили точно такава леща, където изкривяванията са толкова големи, че трябва да бъдат причинени от значително количество тъмна материя - самият видим материал не може да бъде отговорен. Тъмната материя се предсказва от нейното гравитационно влияние върху галактиките и звездите във Вселената, но засега астрономите не са сигурни какво точно е; дали това е просто редовна материя, която е твърде студена, за да се види от Земята, или някаква екзотична частица.
Учените от Sloan Digital Sky Survey са открили гравитационно наемен квазар с най-голямото разделяне, регистрирано досега, и противно на очакванията са установили, че четири от най-отдалечените, най-светещите квазари не са гравитационно наети.
Теорията на общата относителност на Алберт Айнщайн предсказва, че гравитационното дърпане на масивно тяло може да действа като леща, огъвайки и изкривявайки светлината на отдалечен обект. Масивна структура някъде между далечен квазар и Земя може да „обектив” светлината на квазар, което прави изображението значително по-ярко и произвежда няколко изображения на един обект.
В документ, публикуван в изданието на списание NATURE за декември 18/25, екипът на Sloan Digital Sky Survey (SDSS), ръководен от аспирантите от Токио от Наохиса Инада и Масамуне Огури, съобщава, че четири квазара в непосредствена близост са всъщност светлината от един квазар, разделен на четири изображения чрез гравитационно обективиране.
Открити са повече от 80 гравитачно лизингови квазари, тъй като първият пример е намерен през 1979 г. Дузина от каталогизираните лизингови квазари са открития на SDSS, от които половината са резултат от работата на Инада и неговия екип.
Но това, което прави тази последна находка толкова драматична, е, че разделението между четирите изображения е два пъти по-голямо от това на всеки познат досега гравитационен квазарен квазар. До откриването на този четворно-квазарен леща, най-голямото разделяне, известно в гравитационно натоварен квазар, е било 7 дъги. Квазарът, открит от екипа на SDSS, се намира в съзвездието Лео Минор; тя се състои от четири изображения, разделени от 14.62 арсекунди.
За да се получи такова голямо разделяне, концентрацията на материята, предизвикваща лещирането, трябва да бъде особено висока. На преден план на тази гравитационна леща има струпване на галактики; тъмната материя, свързана с клъстера, трябва да е отговорна за безпрецедентно голямото разделяне.
„Допълнителни наблюдения, получени при телескопа Subaru 8.2 метра и телескопа Keck, потвърдиха, че тази система наистина е гравитационна леща“, обяснява Инада. „Квазарите, които се разделят толкова много чрез гравитационните лещи, се прогнозират като много редки и по този начин могат да бъдат открити само в много големи проучвания като SDSS.“
Огури добави: „Откриването на една такава широка гравитационна леща от над 30 000 SDSS квазари, изследвани до момента, е напълно съвместима с теоретичните очаквания на моделите, в които във Вселената е доминирана от студена тъмна материя. Това предлага допълнителни доказателства за подобни модели. " (Студената тъмна материя, за разлика от горещата тъмна материя, образува плътни бучки, вида, който причинява този вид гравитационна леща.)
„Гравитационната леща, която открихме, ще осигури идеална лаборатория за изследване на връзката между видимите обекти и невидимата тъмна материя във Вселената“, обясни Огури.
Във втори документ, публикуван в Astronomical Journal през март 2004 г., екип, ръководен от Гордън Ричардс от Принстънския университет, използва високата резолюция на космическия телескоп Хъбъл, за да изследва четири от най-далечните известни квазари, открити от SDSS за признаци на гравитационно обективиране ,
Поглеждането на големи разстояния в астрономията се оглежда назад във времето. Тези квазари се наблюдават във време, когато Вселената е била под 10 процента от сегашната си епоха. Тези квазари са изключително силни и се смятат, че се захранват от огромни черни дупки с маса, няколко милиарда пъти по-големи от тези на Слънцето. Изследователите казаха, че е истинска загадка как е възможно толкова големи черни дупки да са се образували толкова рано във Вселената. Но ако тези обекти са подложени на гравитационен наем, изследователите на SDSS биха направили извод за значително по-малки светимости и следователно маси от черни дупки, което улеснява обясняването на тяхното образуване.
„Колкото по-далечен е квазарът, толкова по-голяма е галактика между него и зрителя. Ето защо очаквахме да бъдат отдадени най-отдалечените квазари “, обясни изследователят на SDSS Xiaohui Fan от университета в Аризона. Въпреки това, противно на очакванията, нито един от четирите не показва признак на множество изображения, който е отличителният белег на обектива.
„Само малка част от квазарите са гравитационно наети. Обаче квазарите, които са ярки, са много редки в далечната вселена. Тъй като обективът кара квазарите да изглеждат по-ярки и следователно по-лесни за откриване, ние очаквахме, че нашите далечни квазари са тези, които най-вероятно ще бъдат отдадени под наем “, предложи членът на екипа Золтан Хайман от Колумбийския университет.
„Фактът, че тези квазари не са взети под наем, говори, че астрономите трябва да приемат насериозно идеята, че квазарите са няколко милиарда пъти повече от масата на Слънцето, образувана по-малко от милиард години след Големия взрив“, каза Ричардс. „Сега търсим още примери за квазари с висока червена промяна в SDSS, за да дадем на теоретиците още по-свръхмасивни черни дупки.“
Оригинален източник: SDSS News Release
