Kreditna slika: SDSS
Gravitacijsko lečo se zgodi, kadar svetloba z oddaljenega predmeta, kot je kvazar, izkrivlja gravitacijo bližjega predmeta. Astronomi so odkrili ravno takšno lečo, kjer so popačenja tako velika, da jih mora povzročiti velika količina temne snovi - samo vidni material ne bi mogel biti odgovoren. Temno snov napoveduje njen gravitacijski vpliv na galaksije in zvezde v vesolju, vendar astronomi zaenkrat še niso prepričani, kaj je; ali je to le običajna zadeva, ki je prehladna, da jo vidimo z Zemlje, ali pa kakšen eksotični delček.
Znanstveniki Sloan Digital Sky Survey so odkrili gravitacijsko posojen kvazar z največjo ločeno karkoli doslej in v nasprotju s pričakovanji ugotovili, da štirje najbolj oddaljeni, najbolj svetleči kvazarji, ki jih poznamo, niso gravitacijsko izposojeni.
Teorija splošne relativnosti Alberta Einsteina predvideva, da lahko gravitacijsko vlečenje masivnega telesa deluje kot leča, upogiba in izkrivlja svetlobo oddaljenega predmeta. Ogromna zgradba nekje med oddaljenim kvazarjem in Zemljo lahko "objektivuje" svetlobo kvazarja, s čimer je slika bistveno svetlejša in ustvari več slik enega predmeta.
V prispevku, objavljenem v reviji NATURE, objavljenem v 18. in 25. decembru, skupina Sloan Digital Sky Survey (SDSS), ki jo je vodila podiplomska študentka Univerze v Tokiu Naohisa Inada in Masamune Oguri, poroča, da so štirje kvazarji v neposredni bližini iz enega kvazarja se je z gravitacijskim lečanjem razdelilo na štiri slike.
Od prvega primera, najdenega leta 1979. Odkritih je bilo več kot 80 gravitacijsko izposojenih kvazarjev. Ducat katalogiziranih posojenih kvazarjev je odkritje SDSS, od tega je polovica rezultat dela Inade in njegove ekipe.
Toda zaradi tega je zadnja ugotovitev tako dramatična, da je ločitev med štirimi slikami dvakrat večja kot pri katerem koli prej znanem gravitacijsko posodjenem kvazarju. Do odkritja tega štirinožnega kvazarja leč je bila največja ločitev, znana v gravitacijsko najetem kvazarju, 7 arcsekund. Kvazar, ki ga je našla ekipa SDSS, leži v ozvezdju Lea Minorja; je sestavljen iz štirih slik, ločenih s 14,62 arcsekunde.
Za tako veliko ločitev mora biti koncentracija snovi, ki povzroča lečo, še posebej visoka. V ospredju te gravitacijske leče je kopica galaksij; temna snov, povezana s kopico, mora biti odgovorna za izjemno veliko ločitev.
"Dodatna opažanja, dobljena pri teleskopu Subaru 8,2 metra in teleskopu Keck, so potrdila, da je ta sistem res gravitacijski objektiv," pojasnjuje Inada. "Kvazarji, ki so se z gravitacijskim lečanjem toliko ločili, naj bi bili zelo redki, zato jih je mogoče odkriti le v zelo velikih raziskavah, kot je SDSS."
Oguri je dodal: "Odkrivanje ene tako široke gravitacijske leče med več kot 30.000 pregledanimi kvazarji SDSS do danes je popolnoma skladno s teoretičnimi pričakovanji modelov, v katerih vesolje prevladuje hladna temna snov. To ponuja dodatne trdne dokaze za take modele. " (Hladna temna snov za razliko od vroče temne snovi tvori tesne grude, ki povzročajo tovrstno gravitacijsko lečo.)
"Gravitacijska leča, ki smo jo odkrili, bo idealen laboratorij za raziskovanje razmerja med vidnimi predmeti in nevidno temno snovjo v vesolju," je pojasnil Oguri.
V drugem prispevku, ki bo marca 2004 objavljen v Astronomski reviji, je ekipa, ki jo je vodil Gordon Richards z univerze Princeton, uporabila visoko ločljivost vesoljskega teleskopa Hubble za pregled štirih najbolj oddaljenih znanih kvazarjev, ki jih je SDSS odkril za znake gravitacijske leče .
Če pogledamo velike razdalje v astronomiji, gledamo nazaj v čas. Te kvazarje vidimo v času, ko je bilo vesolje manj kot 10 odstotkov svoje sedanje dobe. Ti kvazarji so izjemno svetlobni in mislijo, da jih poganjajo ogromne črne luknje z maso, več milijardkrat večjo od Sonca. Raziskovalci so povedali, da je resnična skrivnost, kako so se lahko tako zgodaj v vesolju oblikovale tako velike črne luknje. Če pa bodo ti predmeti gravitacijsko najeti, bi raziskovalci SDSS sklepali na bistveno manjše svetilnosti in s tem maso črnih lukenj, kar bi olajšalo razlago njihove tvorbe.
"Bolj ko je kvadrat oddaljen, večja je verjetnost, da bo galaksija med njim in gledalcem. Zato smo pričakovali, da bodo izposojeni najbolj oddaljeni kvazarji, "je pojasnil raziskovalec SDSS Xiaohui Fan z univerze v Arizoni. Vendar v nasprotju s pričakovanji nobeden od štirih ne kaže nobenega znaka več slik, ki bi bil znak zaščitne leče.
"Le majhen del kvazarjev je gravitacijsko izposojen. Vendar so kvazarji tega svetlega zelo oddaljeni v oddaljenem vesolju. Ker leče povzročajo, da se kvazarji zdijo svetlejši in jih je zato lažje zaznati, smo pričakovali, da bodo naši daljni kvazarji najverjetneje posodili, "je predlagal član ekipe Zoltan Haiman z univerze Columbia.
"Dejstvo, da teh kvazarjev ne dajemo v zakup, govori o tem, da morajo astronomi resno jemati idejo, da je kvazarjev nekaj milijardkrat večja od Sončeve mase, ki je nastala manj kot milijardo let po velikem udaru," je dejal Richards. "Zdaj iščemo več primerov kvasov z veliko rdečo premiko v SDSS, da bi teoretikom dali še več supermasičnih črnih lukenj."
Izvirni vir: SDSS News Release
