Οι αστρονόμοι εντόπισαν έναν σπάνιο βαρυτικό φακό σε σχήμα Cruz και Einstein. Το φαινόμενο τους επέτρεψε να αναλύσουν με ακρίβεια έναν νεαρό ελλειπτικό γαλαξία που ονομάζεται J1453g. Ο γαλαξίας εμφανίζεται όπως ήταν πριν από περίπου 8 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν το σύμπαν ήταν λιγότερο από 6 δισεκατομμύρια χρόνια. Apesar από την αρχική φάση ανάπτυξης, η αστρική σύνθεση στο κέντρο της μοιάζει με αυτή του σημερινού Via Láctea.
Το J1453g λειτουργεί ως φακός για ένα πιο απομακρυσμένο κβάζαρ. Το κβάζαρ, στο οποίο κυριαρχεί μια ενεργή υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, το φως του μεγεθύνεται και πολλαπλασιάζεται σε τέσσερις εικόνες που σχηματίζουν τον σταυρό. Η σπάνια διαμόρφωση Essa πρόσφερε στους ερευνητές μια μοναδική ευκαιρία να μελετήσουν τα αστέρια στον πυρήνα του ελλειπτικού γαλαξία σε μια απομακρυσμένη εποχή.
Ο βαρυτικός φακός σχηματίζει σταυρό στον ουρανό
Το φαινόμενο συμβαίνει επειδή η βαρύτητα του γαλαξία J1453g κάμπτει τον χωροχρόνο, όπως προβλέπεται από τη θεωρία της γενικής σχετικότητας Albert Einstein. Το φως από το κβάζαρ φόντου ακολουθεί διαφορετικά μονοπάτια καθώς περνά μέσα από την παραμόρφωση. Como αποτέλεσμα, το ίδιο μακρινό αντικείμενο εμφανίζεται πολλές φορές στην ίδια παρατηρούμενη εικόνα του Terra.
Αυτός είναι ο πρώτος βαρυτικός φακός σε μεγάλη κοσμική απόσταση που οι αστρονόμοι μπόρεσαν να ζυγίσουν με ακρίβεια. Η μάζα στην ακτίνα Einstein έχει υπολογιστεί ότι είναι περίπου 2 x 10^10 ηλιακές μάζες. Ο γαλαξίας J1453g έχει redshift 1,055, που αντιστοιχεί σε περίπου 5,5 δισεκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang.
Η παρατήρηση συνδύασε δεδομένα φασματοσκοπίας και εικόνες με προσαρμοστική οπτική από το όργανο ERIS αρ. Very Large Telescope. Το σύστημα ξεχωρίζει επίσης για τη μικρή γωνία διαχωρισμού μεταξύ των εικόνων του κβάζαρ, τη μικρότερη που έχει καταγραφεί μέχρι στιγμής σε τετραπλούς φακούς.
- Ο γαλαξίας J1453g χρησιμεύει ως φακός για ένα κβάζαρ στο redshift 2,82
- Το σύστημα έχει τη μικρότερη ακτίνα Einstein που είναι γνωστή μεταξύ των τετραπλών κβάζαρ
- Η μάζα του φακού είναι ένας από τους μικρότερους που έχουν μετρηθεί ποτέ σε μακρινούς ελλειπτικούς γαλαξίες
- Η ανάλυση επικεντρώθηκε στον αστρικό πυρήνα του γαλαξία, μια περιοχή που κυριαρχείται από αστέρια
Η αστρική σύνθεση εκπλήσσει τους ερευνητές
Το Galaxy J1453g βρισκόταν ακόμη στα αρχικά στάδια σχηματισμού του. Ωστόσο, τα αστέρια στο κέντρο παρουσιάζουν χαρακτηριστικά παρόμοια με εκείνα του ώριμου Via Láctea. Η ομοιότητα Essa περιλαμβάνει την κατανομή των αστρικών μαζών, η οποία ακολουθεί ένα μοτίβο κοντά σε αυτό της αρχικής συνάρτησης μάζας του γαλαξία μας.
Ο αρχηγός της ομάδας, Quirino D’Amato, of Instituto Nacional of Astrofísica of Itália, τόνισε το εύρημα. Η ανακάλυψη κατέστησε δυνατή τη μελέτη της φύσης των αστεριών στο κέντρο ενός ελλειπτικού γαλαξία σε μια εποχή που ήταν ακόμη νέος. Η παρατηρούμενη σύνθεση έρχεται σε αντίθεση με μοντέλα που προέβλεπαν γρήγορο και διαφορετικό σχηματισμό γαλαξιακών διογκώσεων σε αρχέγονες φάσεις.
Τα δεδομένα υποδηλώνουν ότι η ανάπτυξη των γαλαξιών μπορεί να συμβεί πιο σταδιακά ή να περιλαμβάνει πρώιμα διασπαστικά γεγονότα. Το Isso αμφισβητεί τις κλασικές απόψεις ότι οι πυρήνες εξελίσσονται γρήγορα και παραμένουν σταθεροί στη συνέχεια.
Συνέπειες για μοντέλα σχηματισμού γαλαξιών
Η ακρίβεια μέτρησης προήλθε από την εξαιρετική διαμόρφωση του συστήματος. Ο γαλαξίας J1453g επιτρέπει την άμεση πρόσβαση στην αρχική λειτουργία μάζας των αστεριών στον πυρήνα, κάτι σπάνιο σε τόσο μακρινά αντικείμενα. Οι ερευνητές απέκλεισαν τις αρχικές συναρτήσεις μάζας με πολλά αστέρια χαμηλής μάζας.
Αυτή η ανάλυση ανοίγει το δρόμο για τη βελτίωση των θεωρητικών μοντέλων σχετικά με τη γαλαξιακή εξέλιξη. Οι διαδικασίες σχηματισμού άστρων και συσσώρευσης μάζας στο νεαρό σύμπαν φαίνονται πιο περίπλοκες από ό,τι φανταζόμασταν προηγουμένως. Observações μελλοντικά τηλεσκόπια όπως το James Webb μπορούν να συμπληρώσουν τα δεδομένα που ελήφθησαν.
Ο βαρυτικός φακός όχι μόνο ενισχύει το φως του κβάζαρ αλλά χρησιμεύει επίσης ως εργαλείο για την ανίχνευση των εσωτερικών περιοχών των μακρινών γαλαξιών. Fenômenos παρόμοια έχουν ήδη βοηθήσει στη μελέτη αρχαίων γαλαξιών, αλλά ο συνδυασμός της χαμηλής μάζας φακού και της υψηλής μετατόπισης στο κόκκινο κάνει αυτή την περίπτωση μοναδική.
Τεχνικές λεπτομέρειες της παρατήρησης
Το κβάζαρ φόντου έχει μετατόπιση ερυθρού 2,82, το οποίο το τοποθετεί σε ακόμη προγενέστερο χρόνο. Ο γαλαξίας του φακού, με τη σειρά του, καθιστά δυνατή τη μέτρηση ιδιοτήτων που θα ήταν απρόσιτες χωρίς το φαινόμενο της μεγέθυνσης. Οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν την Bayesian ανάλυση βασισμένη σε τυπικές σχέσεις κλίμακας για να προσδιορίσουν τα αστρικά χαρακτηριστικά.
Η εικόνα που ελήφθη δείχνει τέσσερις εικόνες του κβάζαρ γύρω από το κέντρο του γαλαξία J1453g. Η γεωμετρία Essa επιβεβαιώνει την ακριβή ευθυγράμμιση που απαιτείται για να σχηματιστεί ένα Cruz από Einstein. Το φαινόμενο εμφανίζεται όταν το αντικείμενο φόντου βρίσκεται εντός της εφαπτομενικής καυστικής καμπύλης του φακού.
Ερευνητές από διάφορα ιδρύματα συμμετείχαν στην εργασία, με έμφαση στο INAF στο Itália. Η μελέτη διερευνά πώς συμπεριφέρονται οι χαμηλής μάζας ελλειπτικοί γαλαξίες σε κοσμολογική κλίμακα.
Η ανακάλυψη ενισχύει την αξία του βαρυτικού φακού ως εργαλεία για την εξωγαλαξιακή αστρονομία. Το Elas σας επιτρέπει να παρατηρήσετε λεπτομέρειες που δεν μπορούσαν να φτάσουν μόνο τα τηλεσκόπια λόγω της απόστασης και της περιορισμένης φωτεινότητας των αντικειμένων.
Τι είναι ένα Cruz από Einstein
Το φαινόμενο είχε προβλεφθεί από τη θεωρία της γενικής σχετικότητας. Ένα τεράστιο αντικείμενο, όπως ένας γαλαξίας, λυγίζει τον χωροχρόνο και κάμπτει το μονοπάτι του φωτός από πιο μακρινές πηγές. Quando Η ευθυγράμμιση είναι τέλεια, το φως μπορεί να δημιουργήσει πολλές εικόνες του ίδιου αντικειμένου.
Στην περίπτωση των σταυρών, τέσσερις εικόνες εμφανίζονται σε συμμετρικές θέσεις γύρω από το φακό. Τα Anéis και Einstein είναι μια άλλη πιθανή διαμόρφωση, αλλά λιγότερο συχνή σε απομονωμένους γαλαξίες. Το αποτέλεσμα έχει ήδη παρατηρηθεί σε άλλα συστήματα, αλλά το J1453g ξεχωρίζει λόγω του συνδυασμού ιδιοτήτων του.
Αυτή η διαμόρφωση όχι μόνο δημιουργεί μια εντυπωσιακή οπτική εικόνα αλλά παρέχει επίσης ποσοτικά δεδομένα για τη μάζα και την κατανομή της ύλης στον γαλαξία του φακού. Inclui τόσο ορατή ύλη όσο και σκοτεινή ύλη, αν και η εστίαση εδώ ήταν στην αστρική συνιστώσα.
Η εργασία δημοσιεύτηκε πρόσφατα και ήδη προκαλεί συζητήσεις στην επιστημονική κοινότητα σχετικά με την εξέλιξη των γαλαξιών. Modelos Οι μελλοντικοί θα πρέπει να ενσωματώσουν τη δυνατότητα πυρήνων με ώριμη σύνθεση ακόμη και σε νεαρούς γαλαξίες.
