Astronomer har identifisert en sjelden gravitasjonslinse i form av Cruz og Einstein. Fenomenet tillot dem å nøyaktig analysere en ung elliptisk galakse kalt J1453g. Galaksen ser ut som den gjorde for rundt 8 milliarder år siden, da universet var mindre enn 6 milliarder år gammelt. Apesar fra den innledende utviklingsfasen, ligner stjernesammensetningen i sentrum den til dagens Via Láctea.
J1453g fungerer som en linse for en mer fjern kvasar. Kvasaren, dominert av et aktivt supermassivt sort hull, får lyset forstørret og multiplisert til fire bilder som danner korset. Essa sjelden konfigurasjon ga forskere en unik mulighet til å studere stjernene i kjernen av den elliptiske galaksen i en fjern epoke.
Gravitasjonslinseformer krysser himmelen
Effekten oppstår fordi tyngdekraften til galaksen J1453g bøyer romtiden, som forutsagt av Albert Einstein teorien om generell relativitet. Lys fra bakgrunnskvasaren følger forskjellige veier når det passerer gjennom forvrengningen. Como resultat, vises det samme fjerne objektet flere ganger i det samme observerte bildet av Terra.
Dette er den første gravitasjonslinsen på stor kosmisk avstand som astronomer har vært i stand til å veie nøyaktig. Massen innenfor radiusen Einstein har blitt estimert til å være rundt 2 x 10^10 solmasser. Galaksen J1453g har rødforskyvning 1,055, som tilsvarer omtrent 5,5 milliarder år etter Big Bang.
Observasjonen kombinerte spektroskopidata og bilder med adaptiv optikk fra ERIS-instrumentet nr. Very Large Telescope. Systemet skiller seg også ut for den lille separasjonsvinkelen mellom bildene av kvasaren, den minste som er registrert så langt i firedoble linser.
- Galaksen J1453g fungerer som en linse for en kvasar ved rødforskyvning 2,82
- Systemet har den minste radiusen på Einstein kjent blant firedoble kvasarer
- Linsemassen er en av de minste som noen gang er målt i fjerne elliptiske galakser
- Analysen fokuserte på galaksens stjernekjerne, et område dominert av stjerner
Stjernesammensetning overrasker forskere
Galaxy J1453g var fortsatt i sine tidlige stadier av dannelse. Stjernene i sentrum viser imidlertid egenskaper som ligner de for modne Via Láctea. Essa likhet inkluderer fordelingen av stjernemasser, som følger et mønster som er nær mønsteret til vår galakses opprinnelige massefunksjon.
Teamlederen, Quirino D’Amato, av Instituto Nacional av Astrofísica av Itália, fremhevet funnet. Oppdagelsen gjorde det mulig å studere naturen til stjerner i sentrum av en elliptisk galakse i en tid da den fortsatt var ung. Den observerte sammensetningen står i kontrast til modeller som spådde rask og annerledes dannelse av galaktiske buler i primordiale faser.
Dataene antyder at galaksevekst kan skje mer gradvis eller involvere tidlige forstyrrende hendelser. Isso utfordrer klassiske synspunkter om at kjerner utvikler seg raskt og forblir stabile etterpå.
Implikasjoner for galakseformasjonsmodeller
Målenøyaktigheten kom fra den eksepsjonelle systemkonfigurasjonen. J1453g-galaksen gir direkte tilgang til den opprinnelige massefunksjonen til stjerner i kjernen, noe som er sjeldent i slike fjerne objekter. Forskerne ekskluderte innledende massefunksjoner med mange lavmassestjerner.
Denne analysen baner vei for å raffinere teoretiske modeller om galaktisk evolusjon. Prosessene med stjernedannelse og masseakkumulering i det unge universet virker mer komplekse enn tidligere antatt. Observações fremtidige teleskoper som James Webb kan utfylle dataene som er oppnådd.
Gravitasjonslinser forsterker ikke bare kvasarens lys, men fungerer også som et verktøy for å undersøke de indre områdene i fjerne galakser. Fenômenos lignende har allerede hjulpet med å studere eldgamle galakser, men kombinasjonen av lav linsemasse og høy rødforskyvning gjør denne saken unik.
Tekniske detaljer for observasjonen
Bakgrunnskvasaren har rødforskyvning 2,82, som plasserer den på et enda tidligere tidspunkt. Linsegalaksen gjør det på sin side mulig å måle egenskaper som ville vært utilgjengelige uten forstørrelseseffekten. Astronomer brukte Bayesiansk analyse basert på standard skaleringsforhold for å bestemme stjernekarakteristikker.
Bildet som er oppnådd viser fire bilder av kvasaren rundt sentrum av galaksen J1453g. Essa geometri bekrefter den nøyaktige justeringen som kreves for å danne en Cruz av Einstein. Fenomenet oppstår når bakgrunnsobjektet ligger innenfor den tangentielle kaustiske kurven til linsen.
Forskere fra flere institusjoner deltok i arbeidet, med hovedvekt på INAF på Itália. Studien utforsker hvordan elliptiske galakser med lav masse oppfører seg på kosmologiske skalaer.
Oppdagelsen forsterker verdien av gravitasjonslinser som verktøy for ekstragalaktisk astronomi. Elas lar deg observere detaljer som teleskoper alene ikke kunne nå på grunn av avstanden og begrenset lysstyrke til objektene.
Hva er en Cruz av Einstein
Fenomenet ble spådd av teorien om generell relativitet. Et massivt objekt, for eksempel en galakse, bøyer romtiden og bøyer lysbanen fra fjernere kilder. Quando Justeringen er perfekt, lyset kan lage flere bilder av samme objekt.
Når det gjelder kryss, vises fire bilder i symmetriske posisjoner rundt linsen. Anéis og Einstein er en annen mulig konfigurasjon, men mindre vanlig i isolerte galakser. Effekten er allerede observert i andre systemer, men J1453g skiller seg ut på grunn av kombinasjonen av egenskaper.
Denne konfigurasjonen skaper ikke bare et slående visuelt bilde, men gir også kvantitative data om massen og distribusjonen av materie i linsegalaksen. Inclui både synlig materie og mørk materie, selv om fokuset her var på stjernekomponenten.
Arbeidet ble nylig publisert og genererer allerede diskusjoner i det vitenskapelige miljøet om utviklingen av galakser. Modelos Futures vil måtte inkludere muligheten for kjerner med en moden sammensetning selv i unge galakser.