Einšteina krusts — gravitācijas lēca: kvazārs, attālums un novērojumi

Einšteina krusts: gravitācijas lēca, kvazāra attālums un novērojumi — uzzini par Hučras lēcu, redzamību amatieru teleskopiem un kosmisko attālumu mērījumiem.

Einšteina krusts ir kvazāra attēls, kas atrodas 8 000 000 000 000 gaismas gadu (ly) jeb 2 500 000 000 000 parseku (pc) attālumā.

Kvazārs atrodas tieši aiz ZW 2237+030, Hučras lēcas, lēcinošās galaktikas. Ap šo priekšplāna galaktiku parādās četri viena un tā paša attālā kvazara attēli, ko rada spēcīga gravitācijas lēcas izkliedēšana.

Saskaņā ar tā sarkano novirzi kvazārs atrodas aptuveni 8 miljardu gaismas gadu attālumā no Zemes, bet lēcējošā galaktika ir tikai 400 miljonu gaismas gadu attālumā.

Astronomiem amatieriem ir iespēja saskatīt daļu no krusta, izmantojot teleskopus, taču tam ir nepieciešamas ārkārtīgi tumšas debesis un teleskopu spoguļi ar diametru 18 collas vai vairāk.

Kas ir Einšteina krusts (QSO 2237+0305)?

Einšteina krusts — bieži dēvēts arī pēc kataloga nosaukuma QSO 2237+0305 — ir klasisks gravitācijas lēcas piemērs, kur ļoti tāls kvazārs tiek redzēts kā četri atsevišķi attēli ap tuvāku galaktiku. Galaktika, kas rada šo lēcu, ir pazīstama kā ZW 2237+030 (Hučras lēca). Četru attēlu izvietojums ap galaktikas centru izskatās kā krusts, tāpēc objekts ieguvis nosaukumu Einšteina krusts.

Kā darbojas gravitācijas lēca šajā gadījumā?

Gravitācijas lēca rodas, kad masīvs objekts (šajā gadījumā priekšplāna galaktika) saliekti telpu ap sevi un lauzē tālumā esošā kvazara gaismu. Ja novērotājs, lēca un avots ir gandrīz precīzi līnijā, kvazara gaisma tiek sadalīta vairākos ceļos, radot vairākus attēlus. Einšteina krusta gadījumā priekšplāna galaktikas gravitācijas lauks sadala kvazara gaismu četros atsevišķos punktos, redzamos ap galaktikas centru.

Nozīme un zinātniskā vērtība

• Masas sadalījuma pētījumi: lēca ļauj noteikt priekšplāna galaktikas masu sadalījumu, tostarp tumšās matērijas klātbūtni.
• Kvazara īpatnību izpēte: mikrolēcošana (mazi masas objekti galaktikā, piemēram, zvaigznes) var izraisīt neatkarīgas spožuma svārstības katrā attēlā, ļaujot pētīt kvazara akrēcijas diska izmērus un struktūru.
• Laika nobīdes un kosmoloģija: dažos lēcas sistēmu gadījumos attēlu spožuma laika nobīdes palīdz mērīt Hubble konstanti un pārbaudīt kosmoloģiskos modeļus. Einšteina krusta gadījumā laika nobīdes starp attēliem ir ļoti īsas, jo lēcējošā galaktika ir relatīvi tuva, tāpēc mikrolēcošana dominē novērojumos.

Novērojumi un amatieru iespējas

Einšteina krusts ir neliels un vājš objekts — atsevišķu attēlu spožums parasti ir aptuveni 17.–19. zvaigžņu lieluma (mag), tāpēc to bez profesionālas aparatūras ir grūti saskatīt. Lai mēģinātu to fiksēt ar amatieru teleskopu, ieteicams:

• lietot lielu apertūru (18 collu/≈45 cm vai lielāku);
• darboties no vietas ar ļoti tumšām debesīm un labu redzamību;
• izmantojiet CCD kameru vai citu jūtīgu detektoru un attēlu saskaitīšanu (stacking), lai uzlabotu attēla attēlojumu;
• salīdzināt savus attēlus ar profesionālām fotogrāfijām (piem., Hubble teleskopa), lai pārliecinātos par identificēšanu.

Vēsturiskie dati

Einšteina krustu publicēja un izpētīja Mars E. Hučra (angļu Huchra) un kolēģi 1980. gadu vidū; kopš tā laika objekts kļuvis par vienu no svarīgākajiem gravitācijas lēcu modeļiem. Profesionālie teleskopi, tajā skaitā Hubble Space Telescope, ir nodrošinājuši skaidrus attēlus, kas ilustrē četru punktu izvietojumu ap galaktikas centru.

Kopsavilkums

Einšteina krusts ir spilgts piemērs tam, kā gravitācija var mainīt mūsu novērojumu par Visumu — tas ne tikai skaisti vizuāli izceļas, bet arī sniedz spēcīgu instrumentu galaktiku masu, tumšās matērijas un kvazaru iekšējās struktūras pētījumos. Lai gan daļa no krusta ir pieejama arī amatieru novērotājiem, detalizēti pētījumi prasa lielus teleskopus un precīzus novērojumus.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir Einšteina krusts?

J: Cik tālu no Zemes atrodas ZW 2237+030, kas ir lēcu galaktika?

Jautājums: Cik daudz viena un tā paša attālā kvazara attēlu parādās ap priekšplāna galaktiku spēcīgas gravitācijas lēcas dēļ?

J: Kāpēc astronomiem amatieriem ir vajadzīgas ārkārtīgi tumšas debesis un lieli teleskopu spoguļi, lai redzētu Einšteina krustu?

J: Kāda nozīme ir kvazāra sarkanajam novirzienam?

J: Kāds ir lēcu veidojošās galaktikas nosaukums?

J: Cik parsekus tālu atrodas Einšteina krusts?

Meklēt pēc burta