2008.08.01. - Einstein-gyűrűkké torzított galaxisok

A Sloan Digitális Égboltfelmérés és a Hubble űrtávcső együttes felhasználásával sikerült 70 darab gravitációs lencsehatást előidéző galaxis tömegét és a bennük lévő sötét anyag arányát meghatározni.

A gravitációs lencsézés lehetőségét már az 1930-as években megjósolta Albert Einstein, de a jelenség első megfigyelésére csak a múlt század 70-es éveinek végén került sor. Ha két galaxis véletlenül pontosan azonos látóirányba esik az égbolton, a közelebbi csillagváros gravitációs tere eltorzítja a távolabbi galaxis képét ív alakú foltokká, vagy szerencsés esetben akár egy komplett gyűrűvé, melynek neve Einstein-gyűrű. Különösen hasznos melléktermék, hogy így a lencsézett, azaz a távolabbi galaxis látszólagos fényessége akár a 30-szorosára is nőhet, megkönnyítve ezzel a jelenség vizsgálatát. Mindeddig főleg pontszerű kvazárok gravitációsan lencsézett képeit tanulmányozták, ám a közelmúlt égboltfelmérései új távlatokat nyitottak ezen a területen is.

Az SDSSJ1430 katalógusjelű gravitációs lencse képe a HST alapján, a lencsézett háttér galaxis kék színnel van kiemelve. A felvétel 6x6 ívmásodperc méretű az égen, azaz 300-szor kisebb, mint a telihold látszó mérete. A jobb oldali kisebb képek a jelenség elméleti modellezésének alapján készültek: a felső ábra a lencséző előtérgalaxis nélkül mutatja a távoli csillagvárost, a középső betét a sokkal közelebbi és nagyobb tömegű lencséző galaxis simított fényesség modellje, míg a legalsó inzert a távoli galaxis lencsézés miatt eltorzított alakját mutatja. Ezen az oldalon pedig látványos animáció segít a gravitációs lencsézés jobb elképzelésében és megértésében.
[A. Bolton, UH/IfA, SLACS, NASA/ESA]

Az Adam S. Bolton (University of Hawaii) által vezetett SLACS elnevezésű együttműködés keretében 70 lencséző galaxis tömegét és a tömeg-fényesség közti összefüggést sikerült pontosítani a Sloan Digitális Égboltfelmérés (Sloan Digital Sky Survey, SDSS) eredményeinek és a Hubble űrtávcső ACS műszerével szerzett adatok kombinálásával. (Az SDSS korunk egyik legjelentősebb égboltfelmérése, a csak erre a célra készült, Új-Mexikóban lévő 2,5 méteres távcső minden túlzás nélkül ontja az adatokat, többek között eddig sikerült meghatározni egymillió (!) távoli galaxis és kvazár távolságát, jelenleg pedig távoli szupernóvák keresésére és a Tejútrendszer felmérésére használják.)

A SLACS felmérés HST mozaikja 60 gravitációs lencsét ábrázol feljavított színekkel. A nagytömegű előtérgalaxisok színe sárgától a vörösig terjed, míg a háttérgalaxisok eltorzult képe kék színű. Az egyedi kis képek a lencséző galaxis növekvő távolsága szerint vannak elrendezve a bal felső saroktól indulva.
[A. Bolton, UH/IfA, SLACS, NASA/ESA]

Az SDSS adatbázisból származtak a galaxispárok egyedi kompenenseinek távolságai, míg a Hubble borotvaéles képalkotása segítségével lehetővé vált az Einstein-gyűrűk pontos méretének meghatározása, a két adat kombinálásával pedig kiszámítható a közelebbi lencséző galaxis tömege. Ha a tömeg és a méret mellett egyéb paramétereket is számításba veszünk, például fényesség, radiális sebesség, akkor következtetni lehet a csillagvárosokban lévő sötét anyag jelenlétére is. A széles tömeg-palettájú minta alapján a kutatók azt találták, hogy a sötét anyag aránya a látható anyaghoz viszonyítva szisztematikusan nő, ahogyan az egyre nagyobb tömegű galaxisok felé haladunk.

Bár ismertünk már korábban is számos lencsejelenséget, igazi kiaknázásuk - azaz a kozmikus fizikai folyamatok jobb megértésére való felhasználásuk - valójában csak a most ismertetett vizsgálattal kezdődött.

Az eredményeket részletező szakcikkek az Astrophysical Journal c. folyóirat augusztusi és szeptemberi számaiban fognak megjelenni.

Forrás:

• IfA/University of Hawaii NR