Astronomové používají vzácný Einsteinův kříž ke studiu mladé galaxie se zralými hvězdami

Astronomové identifikovali vzácnou gravitační čočku ve tvaru Cruz a Einstein. Tento jev jim umožnil přesně analyzovat mladou eliptickou galaxii s názvem J1453g. Galaxie se jeví jako před asi 8 miliardami let, kdy byl vesmír starý méně než 6 miliard let. Apesar z počáteční fáze vývoje, hvězdné složení ve svém středu připomíná dnešní Via Láctea.

J1453g funguje jako čočka pro vzdálenější kvasar. Kvazar, kterému dominuje aktivní supermasivní černá díra, má své světlo zvětšené a znásobené do čtyř obrazů, které tvoří kříž. Vzácná konfigurace Essa nabídla výzkumníkům jedinečnou příležitost studovat hvězdy v jádru eliptické galaxie ve vzdálené éře.

Gravitační čočka tvoří kříž na obloze

Tento efekt nastává, protože gravitace galaxie J1453g ohýbá časoprostor, jak předpovídá Albert Einstein teorie obecné relativity. Světlo z kvasaru pozadí sleduje různé cesty, když prochází zkreslením. Como výsledkem je, že stejný vzdálený objekt se na stejném pozorovaném snímku Terra objeví několikrát.

Jedná se o první gravitační čočku ve velké kosmické vzdálenosti, kterou astronomové dokázali přesně zvážit. Hmotnost v poloměru Einstein byla odhadnuta na přibližně 2 x 10^10 hmotností Slunce. Galaxie J1453g má červený posuv 1,055, což odpovídá asi 5,5 miliardám let po Big Bang.

Pozorování kombinovalo spektroskopická data a snímky s adaptivní optikou z přístroje ERIS č. Very Large Telescope. Systém také vyniká malým úhlem oddělení mezi snímky kvasaru, nejmenším dosud zaznamenaným u čtyřnásobných objektivů.

Více k tématu: Telescopio Nazionale Galileo odhaluje Einsteinův kříž v eliptické galaxii

• Galaxie J1453g slouží jako čočka pro kvasar s červeným posuvem 2,82
• Systém má nejmenší poloměr Einstein známý mezi čtyřnásobnými kvasary
• Hmotnost čočky je jedna z nejmenších, jaké byly kdy naměřeny ve vzdálených eliptických galaxiích
• Analýza se zaměřila na hvězdné jádro galaxie, oblast ovládanou hvězdami

Složení hvězd badatele překvapuje

Galaxy J1453g byla stále v raných fázích formování. Hvězdy ve středu však vykazují charakteristiky podobné těm, které má zralá Via Láctea. Podobnost Essa zahrnuje rozložení hvězdných hmot, které se podobá vzoru blízkému původní hmotnostní funkci naší galaxie.

Vedoucí týmu, Quirino D’Amato, z Instituto Nacional z Astrofísica z Itália, zdůraznil nález. Tento objev umožnil studovat povahu hvězd ve středu eliptické galaxie v době, kdy byla ještě mladá. Pozorované složení kontrastuje s modely, které předpovídaly rychlou a různou tvorbu galaktických výdutí v primordiálních fázích.

Data naznačují, že růst galaxií může probíhat pozvolněji nebo může zahrnovat časné rušivé události. Isso zpochybňuje klasické názory, že jádra se vyvíjejí rychle a zůstávají poté stabilní.

Důsledky pro modely formování galaxií

Přesnost měření vycházela z výjimečné konfigurace systému. Galaxie J1453g umožňuje přímý přístup k počáteční hmotnostní funkci hvězd v jádru, což je u takto vzdálených objektů vzácné. Výzkumníci vyloučili počáteční hmotnostní funkce s mnoha hvězdami s nízkou hmotností.

Sledujte: vše o Einsteinův kříž

Tato analýza připravuje cestu pro upřesnění teoretických modelů o galaktické evoluci. Procesy vzniku hvězd a akumulace hmoty v mladém vesmíru se zdají být složitější, než jsme si dříve představovali. Budoucí dalekohledy Observações jako James Webb mohou doplnit získaná data.

Gravitační čočka nejen zesiluje světlo kvasaru, ale slouží také jako nástroj pro sondování vnitřních oblastí vzdálených galaxií. Fenômenos podobných již pomohlo studovat starověké galaxie, ale kombinace nízké hmotnosti čočky a vysokého rudého posuvu činí tento případ jedinečným.

Technické detaily pozorování

Kvazar v pozadí má červený posuv 2,82, což ho řadí do ještě dřívější doby. Čočková galaxie zase umožňuje měřit vlastnosti, které by byly bez efektu zvětšení nedostupné. Astronomové použili Bayesovu analýzu založenou na standardních škálovacích vztazích k určení hvězdných charakteristik.

Získaný snímek ukazuje čtyři snímky kvasaru kolem středu galaxie J1453g. Geometrie Essa potvrzuje přesné vyrovnání potřebné k vytvoření Cruz z Einstein. K tomuto jevu dochází, když objekt na pozadí leží v tangenciální kaustické křivce čočky.

Na práci se podíleli výzkumníci z několika institucí, s důrazem na INAF na čísle Itália. Studie zkoumá, jak se eliptické galaxie s nízkou hmotností chovají v kosmologických měřítcích.

Kompletní zpravodajství: Nejnovější Zprávy (CS)

Tento objev posiluje hodnotu gravitační čočky jako nástroje pro extragalaktickou astronomii. Elas vám umožní pozorovat detaily, které by samy dalekohledy nemohly dosáhnout kvůli vzdálenosti a omezené jasnosti objektů.

Co je Cruz z Einstein

Tento jev předpověděla teorie obecné relativity. Masivní objekt, jako je galaxie, ohýbá časoprostor a ohýbá dráhu světla ze vzdálenějších zdrojů. Quando Zarovnání je dokonalé, světlo může vytvořit více obrazů stejného objektu.

V případě křížků se kolem čočky objeví čtyři obrazy v symetrických polohách. Anéis a Einstein jsou další možná konfigurace, ale méně častá v izolovaných galaxiích. Účinek již byl pozorován u jiných systémů, ale J1453g vyniká svou kombinací vlastností.

Tato konfigurace nejen vytváří pozoruhodný vizuální obraz, ale také poskytuje kvantitativní údaje o hmotnosti a distribuci hmoty v galaxii čočky. Inclui jak viditelnou hmotu, tak temnou hmotu, i když zde byla pozornost zaměřena na hvězdnou složku.

Práce byla nedávno publikována a již vyvolává diskuse ve vědecké komunitě o vývoji galaxií. Modelos Budoucnosti budou muset začlenit možnost jader se zralým složením i v mladých galaxiích.