Astronomii au identificat o lentilă gravitațională rară sub forma Cruz și Einstein. Fenomenul le-a permis să analizeze cu precizie o galaxie eliptică tânără numită J1453g. Galaxia apare așa cum a apărut acum aproximativ 8 miliarde de ani, când universul avea mai puțin de 6 miliarde de ani. Apesar din faza inițială de dezvoltare, compoziția stelară din centrul său seamănă cu cea a Via Láctea de astăzi.
J1453g acționează ca o lentilă pentru un quasar mai îndepărtat. Quasarul, dominat de o gaură neagră supermasivă activă, are lumina mărită și multiplicată în patru imagini care formează crucea. Essa configurația rară a oferit cercetătorilor o oportunitate unică de a studia stelele din miezul galaxiei eliptice într-o eră îndepărtată.
Formele de lentile gravitaționale se încrucișează pe cer
Efectul are loc deoarece gravitația galaxiei J1453g îndoaie spațiu-timp, așa cum este prezis de teoria relativității generale Albert Einstein. Lumina din quasarul de fundal urmează diferite căi pe măsură ce trece prin distorsiune. Como, același obiect îndepărtat apare de mai multe ori în aceeași imagine observată a lui Terra.
Aceasta este prima lentilă gravitațională la distanță cosmică mare pe care astronomii au reușit să o cântărească cu precizie. Masa din raza de Einstein a fost estimată a fi în jur de 2 x 10^10 mase solare. Galaxia J1453g are deplasare spre roșu 1,055, ceea ce corespunde la aproximativ 5,5 miliarde de ani după Big Bang.
Observația a combinat date și imagini de spectroscopie cu optică adaptivă de la instrumentul ERIS nr. Very Large Telescope. Sistemul se remarcă și prin unghiul mic de separare dintre imaginile quasarului, cel mai mic înregistrat până acum în lentile cvadruple.
- Galaxia J1453g servește drept lentilă pentru un quasar la redshift 2,82
- Sistemul are cea mai mică rază de Einstein cunoscută printre quasarii cvadrupli
- Masa lentilei este una dintre cele mai mici măsurate vreodată în galaxiile eliptice îndepărtate
- Analiza s-a concentrat pe nucleul stelar al galaxiei, o regiune dominată de stele
Compoziția stelară surprinde cercetătorii
Galaxy J1453g era încă în stadiile incipiente de formare. Cu toate acestea, stelele din centru prezintă caracteristici similare cu cele ale Via Láctea mature. Asemănarea Essa include distribuția maselor stelare, care urmează un model apropiat de cel al funcției inițiale de masă a galaxiei noastre.
Şeful echipei, Quirino D’Amato, din Instituto Nacional din Astrofísica din Itália, a evidenţiat găsirea. Descoperirea a făcut posibilă studierea naturii stelelor din centrul unei galaxii eliptice într-o epocă în care aceasta era încă tânără. Compoziția observată contrastează cu modelele care au prezis formarea rapidă și diferită a umflăturilor galactice în fazele primordiale.
Datele sugerează că creșterea galaxiilor poate avea loc mai treptat sau poate implica evenimente perturbatoare timpurii. Isso contestă opiniile clasice conform cărora nucleele evoluează rapid și rămân stabile ulterior.
Implicații pentru modelele de formare a galaxiilor
Precizia măsurării a venit din configurația excepțională a sistemului. Galaxia J1453g permite accesul direct la funcția de masă inițială a stelelor din nucleu, ceva rar la obiectele atât de îndepărtate. Cercetătorii au exclus funcțiile inițiale de masă cu multe stele cu masă mică.
Această analiză deschide calea pentru rafinarea modelelor teoretice despre evoluția galactică. Procesele de formare a stelelor și acumularea de masă în universul tânăr par mai complexe decât se imagina anterior. Observações viitoarele telescoape precum James Webb pot completa datele obținute.
Lentila gravitațională nu numai că amplifică lumina quasarului, dar servește și ca instrument pentru sondarea regiunilor interioare ale galaxiilor îndepărtate. Fenômenos cele similare au ajutat deja la studiul galaxiilor antice, dar combinația dintre masa redusă a lentilelor și deplasarea spre roșu mare face acest caz unic.
Detalii tehnice ale observației
Quasarul de fundal are redshift 2.82, ceea ce îl plasează într-un moment chiar mai devreme. Galaxia lentilei, la rândul său, face posibilă măsurarea proprietăților care ar fi inaccesibile fără efectul de mărire. Astronomii au folosit analiza bayesiană bazată pe relații standard de scalare pentru a determina caracteristicile stelare.
Imaginea obținută arată patru imagini ale quasarului în jurul centrului galaxiei J1453g. Geometria Essa confirmă alinierea precisă necesară pentru a forma un Cruz din Einstein. Fenomenul are loc atunci când obiectul de fundal se află în curba caustică tangenţială a lentilei.
Cercetătorii din mai multe instituții au participat la lucrări, cu accent pe INAF la Itália. Studiul explorează modul în care galaxiile eliptice de masă mică se comportă la scară cosmologică.
Descoperirea întărește valoarea lentilelor gravitaționale ca instrumente pentru astronomia extragalactică. Elas vă permit să observați detalii pe care telescoapele singure nu le-ar putea atinge din cauza distanței și a luminozității limitate a obiectelor.
Ce este un Cruz din Einstein
Fenomenul a fost prezis de teoria relativității generale. Un obiect masiv, cum ar fi o galaxie, curbează spațiu-timp și curbează calea luminii din surse mai îndepărtate. Quando Alinierea este perfectă, lumina poate crea mai multe imagini ale aceluiași obiect.
În cazul crucilor, patru imagini apar în poziții simetrice în jurul lentilei. Anéis și Einstein sunt o altă configurație posibilă, dar mai puțin frecvente în galaxiile izolate. Efectul a fost deja observat în alte sisteme, dar J1453g iese în evidență datorită combinației sale de proprietăți.
Această configurație nu numai că creează o imagine vizuală izbitoare, dar oferă și date cantitative despre masa și distribuția materiei în galaxia lentilei. Inclui atât materia vizibilă, cât și materia întunecată, deși aici accentul a fost pus pe componenta stelară.
Lucrarea a fost publicată recent și generează deja discuții în comunitatea științifică despre evoluția galaxiilor. Modelos Viitoarele vor trebui să încorporeze posibilitatea nucleelor cu o compoziție matură chiar și în galaxiile tinere.