Астрономы зафиксировали задержку появления света почти на 7 лет из-за искажения скоплением галактик

Еще в 1979 году астрономы заметили в небе два почти одинаковых квазара, которые казались близкими друг к другу. Эти так называемые «квазары-близнецы» на самом деле являются отдельными изображениями одного и того же объекта.

Еще более интригующе: пути света, которые создавали каждое изображение, проходили через разные части скопления. Один путь занял немного больше времени, чем другой.

Это означало, что мерцание на одном изображении квазара произошло на 14 месяцев позже на другом.

Причина? Распределение массы скопления образовало линзу, которая искажала свет и резко влияла на два пути.

Перенесемся в 2022 год. Группа астрономов из Университета Валенсии сообщила об исследовании аналогичного эффекта с другим далекого квазара.

Они потратили 14 лет на измерение еще большей временной задержки между несколькими изображениями целевого квазара: 6,73 года — самая большая из когда-либо обнаруженных для гравитационной линзы.

Скопление галактик SDSS J1004+4112 играет роль в задержке. Комбинация галактик и темной материи в скоплении действительно запутывает свет квазара, когда он проходит через него.

Это заставляет свет двигаться по разным траекториям через гравитационную линзу. В результате получается тот же странный эффект задержки.

«Четыре изображения квазара, которые мы наблюдаем, на самом деле соответствуют одному квазару, свет которого изгибается на своем пути к нам гравитационным полем скопления галактик», — сказал Хосе Антонио Муньос Лосано, профессор кафедры астрономии и астрофизики и директор Астрономической обсерватории Университета Валенсии.

«Поскольку траектория, по которой следуют световые лучи для формирования каждого изображения, различна, мы наблюдаем их в разные моменты времени; в этом случае мы должны ждать 6,73 года, чтобы сигнал, который мы наблюдали на первом изображении, был воспроизведен на четвертом. one.»

Sloan Digital Sky Survey впервые обнаружил скопление SDSS J1004+4112. Космический телескоп Хаббл сделал его изображение в 2006 году. Это было первое изображение одиночного квазара, свет которого был разделен на пять изображений с помощью линзы.

Краткое графическое руководство по линзированию квазара

Гравитационное линзирование создает оптический эффект, когда свет проходит через область пространства с сильным гравитационным влиянием.

Как гравитационное линзирование заставляет свет от далекого квазара «обходить» его при прохождении через скопление галактик. (НАСА/ЕКА, К. Шарон (Тель-Авивский университет), Э. Офек (Калифорнийский технологический институт))

О чем говорят астрономам временные задержки?

Наблюдаемая временная задержка дает астрономам некоторые интересные сведения о линзирующих скоплениях. Скопления галактик поразительно массивны и являются крупнейшими гравитационно связанными структурами, которые мы знаем во Вселенной. Некоторые из них содержат тысячи галактик.

Объединенная гравитация галактик, а также смешанная темная материя в скоплении могут запутывать свет от более удаленных объектов, когда он проходит через скопление или вблизи него. Получается, что масса всего «вещества» в скоплении распределена неравномерно. Это может повлиять на путь света через скопление.

Поэтому астрономам нужны все данные, которые они могут получить о распределении материи в скоплении. Это включает темную материю. Все это помогает им понять, как это влияет на путь света от далекого квазара.

«Измерение этих временных задержек помогает лучше понять свойства галактик и скоплений галактик, их массу и ее распределение, Помимо предоставления новых данных для оценки постоянной Хаббла», — сказал Лозано.

Понимание распределения массы в линзирующих скоплениях

Помимо распределения массы, данные наблюдений также помогают понять другие характеристики линзирующего скопления, — говорит Ракель Форес Торибио, аспирант университета.

«В частности, стало возможным ограничить распределение темной материи во внутренней области скопления, поскольку эффект линзирования чувствителен не только к обычной материи, но и к темной материи», — сказала она.

Она добавила, что вычисление временной задержки также позволяет делать другие открытия, включая распределение звезд и других объектов в области пространства между галактиками в скоплении.

Кроме того, это поможет астрономам рассчитать размер аккреционного диска далекого квазара.

В недавно опубликованной статье описывается использование группой новых кривых блеска для четырех ярких изображений квазара. система гравитационного линзирования SDSS J1004+4112.

Наблюдения проводились в течение 14,5 лет на 1,2-метровом телескопе, расположенном в обсерватории Фреда Лоуренса Уиппла (FLWO, США), в сотрудничестве с учеными из Университета штата Огайо. (США).

Эта статья была первоначально опубликована Universe Today. Прочтите исходную статью.