Дата: 26.11.2005

Восемь колец премудрого Эйнштейна

Максим Борисов



Объединенными усилиями двух известнейших астрономических коллективов - специалистов Слоановского цифрового обзора неба (Sloan Digital Sky Survey - SDSS) и операторов космического телескопа NASA "Хаббл" (Hubble) - удалось выявить 19 новых "гравитационно линзированных" (gravitationally lensed) галактик, причем восемь из них могут служить хорошими примерами так называемых "колец Эйнштейна" - возможно, самого впечатляющего проявления феномена гравитационного линзирования (gravitational lensing, эффект был предсказан еще в 1936 году Альбертом Эйнштейном, который, правда, не верил, что когда-нибудь он будет наблюдаться в реальности). Ранее были известны только три подобных кольца, наблюдаемых в оптическом диапазоне.

При гравитационном линзировании свет от отдаленных галактик на своем пути к Земле отклоняется под действием гравитационных полей каких-либо более близких массивных объектов и порождает своеобразные космические миражи. Из-за изгиба световых лучей изображения удаленных галактик могут претерпевать довольно причудливые искажения. Световое пятно может вытянуться дугой или размножиться в виде нескольких дублей одного и того же объекта ("крест Эйнштейна"). А когда две галактики выстраиваются точно в одну линию, световые лучи от удаленной галактики, симметрично огибая более близкий (и достаточно компактный) массивный объект, могут сформировать характерное кольцо (впрочем, чаще всего - рваное), которое собственно и носит название "кольца Эйнштейна" (другое, реже встречающееся название - "кольцо Хвольсона-Эйнштейна"). Такое кольцо "закручивается" вокруг массивного линзирующего объекта и дает знать о существовании удаленной галактики, хотя сам изначальный источник световых лучей бывает скрыт.

Помимо создания столь причудливых и радующих глаз форм, гравитационное линзирование предоставляет астрономам возможность непосредственным образом прозондировать космическое пространство на предмет наличия (и даже примерного распределения) темного вещества в эллиптических галактиках. Темное вещество - это невидимая экзотическая форма материи, не поддающаяся наблюдениям прямыми методами. Выявляя скопления темной материи в галактиках, астрономы надеются постичь механизмы формирования этих самых галактик, ведь согласно одной из наиболее популярных астрофизических теорий, галактики изначально формировались именно вокруг таких скоплений-узлов темной материи в ранней Вселенной.

Проект, посвященный обнаружению всех этих "линз", носит название Слоановского линзового обзора (Sloan Lens Survey - SLACS, первые результаты этого обзора появятся в февральском (2006 года) выпуске "Астрофизического журнала" (Astrophysical Journal)). Группу астрономов, занятую в проекте SLACS, возглавляет Адам Болтон (Adam Bolton) из американского Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - CfA) в Кембридже (штат Массачусетс) и Леон Купманс (Leon Koopmans) из голландского Астрономического института имени Якобуса Каптейна. Кандидаты в "линзы" были отобраны среди нескольких сотен тысяч оптических спектров эллиптических галактик в SDSS (в нашем случае повторяющиеся и "размазанные" пятна должны иметь одинаковый спектральный состав, поскольку порождены светом от одного и того же объекта). Advanced Camera for Surveys "Хаббла" использовалась для того, чтобы получить изображения 28 галактик из числа этих кандидатов (снимки были сделаны в период между августом 2004 и мартом 2005 г.). Изучая дуги и кольца, "нарисованные" светом 19 таких галактик-кандидатов, астрономы оценили массы галактик-гравитационных линз (гигантские эллиптические галактики расположены от нас на расстоянии примерно 2-4 миллиарда световых лет). Эти новые открытия заметно расширят текущий список из приблизительно сотни гравитационных линз, что были известны астрономам до сих пор.

"Получив возможность исследовать эти и другие гравитационные линзы, "заработавшие" миллиарды лет назад, мы сможем изучить непосредственным образом распределение невидимой и видимой массы в космических временных рамках, - говорит Купманс. - Обладая этой информацией, мы сможем проверить распространенную теорию, согласно которой крупные галактики формируются в результате столкновений и слияний галактик меньшего размера".

Оригинал сообщения находится на сайте Грани.ru