Gece gökyüzü uzun zamandır birçok yıldızı olan bir insanı cezbetti ve etkiledi. Amatör bir teleskop, çok daha çeşitli derin uzay nesnelerini görebilir - çok sayıda küme, küresel ve dağınık, bulutsu ve yakındaki galaksiler. Ancak yalnızca güçlü astronomik aletlerin tespit edebileceği son derece olağanüstü ve ilginç olaylar vardır. Evrenin bu tür hazineleri arasında kütleçekimsel merceklenme olayları ve bunların arasında sözde Einstein'ın haçları vardır. Ne olduğunu bu yazıda öğreneceğiz.
Uzay lensleri
Bir yerçekimi merceği, önemli bir kütleye sahip bir nesnenin (örneğin, büyük bir gökada) güçlü bir yerçekimi alanı tarafından oluşturulur, yanlışlıkla gözlemci ile uzak bir ışık kaynağı (kuasar, başka bir gökada veya parlak bir ışık kaynağı) arasında yakalanır. süpernova.
Einstein'ın yerçekimi teorisi, yerçekimi alanlarını uzay-zaman sürekliliğinin deformasyonları olarak kabul eder. Buna göre, ışık ışınlarının en kısa zaman aralıklarında yayıldığı çizgiler (jeodezik çizgiler) aynı zamandabükülürler. Sonuç olarak, gözlemci ışık kaynağının görüntüsünün belirli bir şekilde bozulmuş olduğunu görür.
"Einstein haçı" nedir?
Distorsiyonun doğası, yerçekimi merceğinin konfigürasyonuna ve kaynak ile gözlemciyi birbirine bağlayan görüş hattına göre konumuna bağlıdır. Objektif odak çizgisinde kesinlikle simetrikse, deforme olmuş görüntü halka şeklinde olur, simetri merkezi çizgiye göre kaydırılırsa, böyle bir Einstein halkası yaylara bölünebilir.
Yeterince güçlü bir kayma ile, ışığın kapladığı mesafeler önemli ölçüde farklılık gösterdiğinde, mercekleme çoklu nokta görüntüleri oluşturur. Einstein'ın, genel görelilik teorisinin yazarının onuruna, bu tür fenomenlerin tahmin edildiği çerçevede, mercekli kaynağın dörtlü resmi olarak adlandırılır.
Dört yüzlü kuasar
En "fotojenik" dörtlü nesnelerden biri, Pegasus takımyıldızına ait kuasar QSO 2237+0305'tir. Çok uzakta: Bu kuasar tarafından yayılan ışık, yer tabanlı ve uzay teleskoplarının kamera lenslerine çarpmadan önce 8 milyar yıldan fazla yol kat etti. Bu Einstein Haçı ile ilgili olarak, bunun resmi olmasa da özel bir isim olduğu ve büyük harfle yazıldığı akılda tutulmalıdır.
Fotoğrafın üst kısmında Einstein Haçı var. Merkezi nokta, mercekleyen galaksinin çekirdeğidir. Fotoğraf uzay tarafından çekildiHubble teleskopu.
Bir mercek görevi gören ZW 2237+030 galaksisi, kuasarın kendisinden 20 kat daha yakındır. İlginç bir şekilde, tek tek yıldızların ve muhtemelen bileşimindeki yıldız kümelerinin veya büyük gaz ve toz bulutlarının ürettiği ek mercek etkisi nedeniyle, dört bileşenin her birinin parlaklığı kademeli ve eşit olmayan değişikliklere uğrar.
Çeşitli şekiller
Belki de daha az güzel olan çapraz lensli kuasar HE 0435-1223, neredeyse QSO 2237+0305 ile aynı mesafe. Yerçekimi merceği, tamamen rastgele bir dizi koşul nedeniyle, burada, kuasarın dört görüntüsünün neredeyse eşit bir şekilde yerleştirildiği ve neredeyse düzenli bir haç oluşturacak şekilde bir konuma sahiptir. Bu olağanüstü muhteşem nesne, Eridani takımyıldızında yer almaktadır.
Ve sonunda özel bir fırsat. Gökbilimciler, güçlü bir merceğin - ön planda büyük bir kümedeki bir galaksinin - bir kuasar değil, bir süpernova patlamasını görsel olarak nasıl büyüttüğünü bir fotoğrafta yakalayacak kadar şanslıydılar. Bu olayın benzersizliği, bir kuasarın aksine bir süpernovanın kısa vadeli bir fenomen olmasıdır. Refsdal süpernovası olarak adlandırılan patlama, 9 milyar yıl önce uzak bir galakside meydana geldi.
Bir süre sonra, eski yıldız patlamasını güçlendiren ve çoğ altan Einstein haçına biraz daha uzakta, mercek yapısının özellikleri nedeniyle gecikmiş ve bu arada tahmin edilen başka bir beşinci görüntü eklendi.önceden.
Aşağıdaki resimde süpernova Refsdal'ın yerçekimi ile çarpımı "portresini" görebilirsiniz.
Olayın bilimsel önemi
Elbette Einstein haçı gibi bir fenomen sadece estetik bir rol oynamaz. Bu tür nesnelerin varlığı, genel görelilik kuramının zorunlu bir sonucudur ve onların doğrudan gözlemi, geçerliliğinin en açık onaylarından biridir.
Yerçekimi merceğinin diğer etkileriyle birlikte, bilim adamlarının yakın ilgisini çekiyorlar. Einstein'ın haçları ve halkaları, yalnızca merceklerin yokluğunda görülemeyecek kadar uzak ışık kaynaklarını değil, aynı zamanda merceklerin yapısını da - örneğin, galaksi kümelerindeki karanlık maddenin dağılımını - incelemeyi mümkün kılar.
Kuasarların (haç biçimli olanlar dahil) eşit olmayan şekilde istiflenmiş mercekli görüntülerinin incelenmesi, Hubble sabiti gibi diğer önemli kozmolojik parametreleri iyileştirmeye de yardımcı olabilir. Bu düzensiz şekilli Einstein halkaları ve haçları, farklı zamanlarda farklı mesafeler kat eden ışınlardan oluşur. Bu nedenle, geometrilerinin parlaklık dalgalanmalarıyla karşılaştırılması, Hubble sabitini ve dolayısıyla Evrenin dinamiklerini belirlemede büyük bir doğruluk elde etmeyi mümkün kılar.
Tek kelimeyle, yerçekimi merceklerinin yarattığı inanılmaz fenomenler sadece göze hoş gelmiyor, aynı zamanda modern uzay bilimlerinde de ciddi bir rol oynuyor.
