Гравитационная линза в действии

Квазар на переднем плане (синего цвета) работает как линза по отношению к галактике (красного цвета).

Обсерватория КЕК

Камуэла, Гавайи: Открыт первый квазар, работающий как гравитационная линза, увеличивающая очень далекую галактику. Открытие может дать новый метод наблюдения далеких объектов Вселенной.

Квазары - высокоэнергетические объекты исключительно высокой светимости, производящие энергии в тысячи раз больше, чем обычная галактика вроде Млечного Пути. Считается, что они могут подпитываться сверхмассивными черными дырами, находящимися в их ядрах. Вследствие того, что квазары такие яркие, астрономы получают очень мало информации об их галактиках.

“Это примерно как смотреть на ярко светящие фары автомобиля и пытаться определить цвет их обода,” говорит астроном Фредерик Курбин (Frederic Courbin) из Политехнического Института Лозанны в Швейцарии.

Новая, "обратная" гравитационная линза квазар-галактика, о которой Курбин и его коллеги пишут в журнале Астрономия и Астрофизика от 16 июля, дает новый метод получения информации о свойствах галактики- например, ее массе. Это важно для изучения связи галактики с ее центральной сверхмассивной черной дырой.

Согласно Общей Теории Относительности, гравитационная линза создается, когда большая масса - например, квазар, большая галактика или скопление галактик - проходит на луче нашего зрения перед удаленной галактикой. Свет удаленной галактики изгибается и меняет свое направление, и наблюдатель на Земле видит несколько близких друг к другу увеличенных изображений.

Первый раз астрономы увидели гравитационную линзу (квазар позади галактики) в 1979 году, и с тех пор было обнаружено много подобных объектов, для которых удалось вычислить массу.

Но до сих пор не было ни одного примера, когда галактика фона увеличивалась массивной галактикой, содержащей квазар, на переднем плане.

“Мы были восхищены, увидев как работает эта концепция,” говорит Джордж Мейлан (Georges Meylan), руководитель команды. “Это открытие демонстрирует, какую пользу могут принести гравитационные линзы как астрофизический инструмент.”

Для поиска квазаров-линз астрономы из Швейцарской Политехники и Калтеха провели поиск в большой базе данных Цифрового исследования неба Sloan. Команда выбрала несколько кандидатов, которые могли быть обратной линзой квазар-галактика.

Используя 10-метровый телескоп КЕК и камеру близкого инфракрасного диапазона (NIRC-2), с лазерной искусственной звездой (адативная оптика), астрономы изучили отобранных кандидатов. И один кандидат показал признаки изображений галактики фона.

С 10-метровым телескопом Кек и Спектрографом Низкого Разрешения LRIS, команда определила, что квазар находится на расстоянии примерно 1.6 млрд световых лет, а расстояние до галактики фона - примерно 7.5 млрд световых лет. Астрономы также оценивают, что внутренний килопарсек (3200 световых лет) галактики, содержащей квазар, имеет массу примерно 20 млрд масс Солнца.

“Квазары - замечательные зонды формирования и эволюции галактик,” говорит Джордж Джорджовски ( S. George Djorgovski), руководитель команды Калтеха. “Когда мы откроем больше подобных систем, мы сможем понять взаимосвязь между квазарами и их галактиками, а также проследить их совместную эволюцию.”