Astronomer har identificeret en sjælden gravitationslinse i form af Cruz og Einstein. Fænomenet gjorde det muligt for dem nøjagtigt at analysere en ung elliptisk galakse kaldet J1453g. Galaksen fremstår, som den gjorde for omkring 8 milliarder år siden, da universet var mindre end 6 milliarder år gammelt. Apesar fra den indledende fase af udviklingen, ligner stjernesammensætningen i dens centrum den af nutidens Via Láctea.
J1453g fungerer som en linse til en mere fjern kvasar. Kvasaren, domineret af et aktivt supermassivt sort hul, får sit lys forstørret og multipliceret til fire billeder, der danner korset. Essa sjælden konfiguration tilbød forskere en unik mulighed for at studere stjernerne i kernen af den elliptiske galakse i en fjern æra.
Gravitationslinseformer krydser himlen
Effekten opstår, fordi galaksen J1453gs tyngdekraft bøjer rumtiden, som forudsagt af Albert Einstein teorien om generel relativitet. Lys fra baggrundsquasaren følger forskellige veje, når det passerer gennem forvrængningen. Como resultat, vises det samme fjerne objekt flere gange i det samme observerede billede af Terra.
Dette er den første gravitationslinse på stor kosmisk afstand, som astronomer har været i stand til at veje nøjagtigt. Massen inden for en radius på Einstein er blevet anslået til at være omkring 2 x 10^10 solmasser. Galaksen J1453g har rødforskydning 1,055, hvilket svarer til omkring 5,5 milliarder år efter Big Bang.
Observationen kombinerede spektroskopidata og billeder med adaptiv optik fra ERIS-instrumentet nr. Very Large Telescope. Systemet skiller sig også ud for den lille adskillelsesvinkel mellem billederne af kvasaren, den mindste hidtil optaget i firedobbelte linser.
- Galaksen J1453g tjener som linse for en kvasar ved rødforskydning 2,82
- Systemet har den mindste radius på Einstein kendt blandt firdobbelte kvasarer
- Linsemassen er en af de mindste, der nogensinde er målt i fjerne elliptiske galakser
- Analysen fokuserede på galaksens stjernekerne, et område domineret af stjerner
Stjernesammensætning overrasker forskere
Galaxy J1453g var stadig i sine tidlige stadier af dannelse. Stjernerne i midten viser dog karakteristika, der ligner dem for moden Via Láctea. Essa lighed omfatter fordelingen af stjernemasser, som følger et mønster tæt på mønsteret for vores galakse oprindelige massefunktion.
Teamlederen, Quirino D’Amato, af Instituto Nacional af Astrofísica af Itália, fremhævede fundet. Opdagelsen gjorde det muligt at studere karakteren af stjerner i centrum af en elliptisk galakse i en æra, hvor den stadig var ung. Den observerede sammensætning står i kontrast til modeller, der forudsagde hurtig og anderledes dannelse af galaktiske buler i primordiale faser.
Dataene tyder på, at galaksevækst kan forekomme mere gradvist eller involvere tidlige forstyrrende begivenheder. Isso udfordrer klassiske synspunkter om, at kerner udvikler sig hurtigt og forbliver stabile bagefter.
Implikationer for galaksedannelsesmodeller
Målenøjagtigheden kom fra den exceptionelle systemkonfiguration. J1453g-galaksen giver direkte adgang til den oprindelige massefunktion af stjerner i kernen, noget sjældent i så fjerne objekter. Forskerne udelukkede indledende massefunktioner med mange lavmassestjerner.
Denne analyse baner vejen for at forfine teoretiske modeller om galaktisk evolution. Processerne med stjernedannelse og masseakkumulering i det unge univers fremstår mere komplekse end tidligere antaget. Observações fremtidige teleskoper som James Webb kan supplere de opnåede data.
Gravitationslinser forstærker ikke kun kvasarens lys, men tjener også som et værktøj til at sondere de indre områder af fjerne galakser. Fenômenos lignende har allerede hjulpet med at studere gamle galakser, men kombinationen af lav linsemasse og høj rødforskydning gør denne sag unik.
Tekniske detaljer for observationen
Baggrundsquasaren har rødforskydning 2,82, hvilket placerer den på et endnu tidligere tidspunkt. Linsegalaksen gør det til gengæld muligt at måle egenskaber, som ville være utilgængelige uden forstørrelseseffekten. Astronomer brugte Bayesiansk analyse baseret på standardskaleringsforhold til at bestemme stjernekarakteristika.
Det opnåede billede viser fire billeder af kvasaren omkring midten af galaksen J1453g. Essa geometri bekræfter den præcise justering, der kræves for at danne en Cruz af Einstein. Fænomenet opstår, når baggrundsobjektet ligger inden for linsens tangentielle kaustiske kurve.
Forskere fra flere institutioner deltog i arbejdet med vægt på INAF på Itália. Undersøgelsen undersøger, hvordan elliptiske galakser med lav masse opfører sig på kosmologiske skalaer.
Opdagelsen forstærker værdien af gravitationslinser som værktøjer til ekstragalaktisk astronomi. Elas giver dig mulighed for at observere detaljer, som teleskoper alene ikke kunne nå på grund af objekternes afstand og begrænset lysstyrke.
Hvad er en Cruz af Einstein
Fænomenet blev forudsagt af den generelle relativitetsteori. Et massivt objekt, såsom en galakse, bøjer rumtiden og bøjer lysets vej fra fjernere kilder. Quando Justeringen er perfekt, lyset kan skabe flere billeder af det samme objekt.
I tilfælde af kryds vises fire billeder i symmetriske positioner omkring linsen. Anéis og Einstein er en anden mulig konfiguration, men mindre almindelig i isolerede galakser. Effekten er allerede observeret i andre systemer, men J1453g skiller sig ud på grund af dens kombination af egenskaber.
Denne konfiguration skaber ikke kun et slående visuelt billede, men giver også kvantitative data om massen og fordeling af stof i linsegalaksen. Inclui både synligt stof og mørkt stof, selvom fokus her var på stjernekomponenten.
Værket blev for nylig offentliggjort og genererer allerede diskussioner i det videnskabelige samfund om galaksernes udvikling. Modelos Futures bliver nødt til at inkorporere muligheden for kerner med en moden sammensætning selv i unge galakser.