Кредит изображения: Хаббл
Спиральная галактика PGC 69457 расположена недалеко от границы падающих созвездий Пегас и Водолей, примерно в 3 градусах к югу от Тета Пегаси третьей величины, но не ищите этот 60-миллиметровый рефрактор, чтобы найти его. Галактика находится на расстоянии около 400 миллионов световых лет и имеет видимую яркость 14,5. Так что следующей осенью может быть хорошее время, чтобы встретиться с тем вашим «астро-ореховым» другом, который всегда направляется на закат, чтобы уйти от городских огней, используя большой, гораздо больший, любительский инструмент…
Но в небе много галактик 14-й величины - что делает PGC 69457 таким особенным?
Начнем с того, что большинство галактик не «блокируют» вид еще более отдаленного квазара (QSO2237 + 0305). И если существуют другие, лишь немногие имеют правильное распределение тел высокой плотности, необходимое для того, чтобы свет «изгибался» так, чтобы был виден невидимый в противном случае объект. С PGC 69457 вы получаете не один - а четыре - отдельные 17-и звездные изображения одного и того же квазара для настройки одного 20-дюймового трубчатого добсонана. Стоит ли оно того? (Можете ли вы сказать «в четыре раза больше удовольствия от наблюдения»?)
Но феномен такого взгляда еще более интересен для профессиональных астрономов. Чему мы можем научиться из такого уникального эффекта?
Теория уже хорошо обоснована - Альберт Эйнштейн предсказал это в своей «Общей теории относительности» 1915 года. Основная идея Эйнштейна состояла в том, что наблюдатель, проходящий ускорение и один неподвижный в гравитационном поле, не может отличить эти два от их «веса». ». Изучив эту идею в полном объеме, стало ясно, что не только материя, но и свет (несмотря на то, что он безмассовый) подвергается такой же путанице. Из-за этого свет, приближающийся к гравитационному полю под углом, «ускоряется» к источнику гравитации, но поскольку скорость света постоянна, такое ускорение влияет только на путь и длину волны света, а не на его фактическую скорость.
Само гравитационное линзирование впервые было обнаружено во время полного солнечного затмения 1919 года. Это было замечено в виде небольшого изменения положения звезд вблизи короны Солнца, зафиксированного на фотографических пластинах. Благодаря этому наблюдению мы теперь знаем, что вам не нужны линзы, чтобы изгибать свет - или даже воду, чтобы преломлять изображение тех кои, плавающих в пруду. Легкая материя идет по пути наименьшего сопротивления, что означает следование гравитационной кривой пространства, а также оптической кривой линзы. Свет от QSO2237 + 0305 только делает то, что естественно, перемещаясь по контурам «пространства-времени», дугообразным вокруг плотных звезд, лежащих вдоль линии обзора от отдаленного источника через более соседнюю галактику. Действительно интересная вещь о Кресте Эйнштейна сводится к тому, что он говорит нам обо всех задействованных массах - тех, что в галактике, которая преломляет свет, и Большой в сердце квазара, который его исходит.
В своей статье «Реконструкция микролинзирующих кривых блеска креста Эйнштейна» корейский астрофизик Донг-Вук Ли (et al) из Университета Седжонга в сотрудничестве с бельгийским астрофизиком Дж. Сурдезом (et al) из Университета Льежа обнаружил свидетельство аккреционный диск, окружающий черную дыру в Quasar QSO2237 + 0305. Как такое возможно на дистанциях?
Как правило, линзы «собирают и фокусируют свет» и те «гравитационные линзы» (у Ли есть как минимум пять тел с малой массой, но с высокой степенью конденсации) в PGC 69457 делают то же самое. Таким образом, свет от квазара, который обычно удалялся бы далеко от наших инструментов, «обволакивает» галактику и направляется к нам. Из-за этого мы «видим» в 100 000 раз больше деталей, чем это возможно. Но есть одна загвоздка: несмотря на увеличение разрешения в 100 000 раз, мы видим только свет, а не детали. И поскольку в галактике есть несколько масс, преломляющих свет, мы видим более одного взгляда на квазар.
Чтобы получить полезную информацию от квазара, вы должны собирать свет в течение длительных периодов времени (от месяцев до лет) и использовать специальные аналитические алгоритмы, чтобы собрать полученные данные вместе. Метод, используемый Ли и его коллегами, называется LOHCAM (LOcal Hae CAustic Modeling). (HAE сам по себе является аббревиатурой от High Amplification Events). Используя LOHCAM и данные, доступные из OGLE (Эксперимент по оптическому гравитационному лицензированию) и GLIPT (Международный проект по гравитационному линзу), команда определила не только то, что LOHCAM работает, как предполагалось, но что QSO2237 + 0305 может включать в себя обнаруживаемый аккреционный диск (из которого он извлекает информацию) для питания своего легкого двигателя). Команда также определила приблизительную массу черной дыры квазаров, размер излучающей от нее ультрафиолетовой области и оценила поперечное движение черной дыры при ее движении относительно спиральной галактики.
Считается, что центральная черная дыра в Quasar QSO2237 + 0305 имеет общую массу 1,5 миллиардов Солнц - значение, сопоставимое с показателями самых больших центральных черных дыр, когда-либо обнаруженных. Такое массовое число составляет 1 процент от общего числа звезд в нашей галактике Млечный Путь. Между тем, для сравнения, черная дыра QSO2237 + 0305 примерно в 50 раз массивнее, чем в центре нашей галактики.
Основываясь на «двойных пиках» яркости квазара, Ли и др. Использовали LOHCAM для определения размера аккреционного диска QSO2237 + 0305, его ориентации и обнаружили центральную область затемнения вокруг самой черной дыры. Диаметр самого диска составляет примерно 1/3 светового года, и он обращен к нам лицом.
Пораженный? Хорошо, давайте также добавим, что команда определила минимальное количество микролинз и связанных масс, найденных в галактике линзирования. В зависимости от предполагаемой поперечной скорости (в моделировании LOHCAM), наименьший диапазон от газового гиганта, такого как планета Юпитер, до нашего Солнца.
Так как же работает эта «дырка»?
Проекты OGLE и GLIPT отслеживали изменения в интенсивности визуального света, поступающего к нам с каждого из четырех представлений квазара 17-й величины. Поскольку большинство квазаров неразрешимы из-за их больших расстояний в космосе, с помощью телескопа. Колебания яркости видны только как единая точка данных, основанная на яркости всего квазара. Тем не менее, QSO2237 + 0305 представляет четыре изображения квазара, и каждое изображение выделяет яркость, происходящую с другой точки зрения квазара. Благодаря телескопическому мониторингу всех четырех изображений одновременно можно обнаружить и записать небольшие изменения интенсивности изображения с точки зрения величины, даты и времени. В течение нескольких месяцев или лет может произойти значительное количество таких «событий с высоким усилением». Образцы, возникающие из их появления (от одного вида 17-й величины до следующего), могут затем быть проанализированы, чтобы показать движение и интенсивность. Из-за этого возможно сверхвысокое разрешение обычно невидимой структуры внутри квазара.
Можете ли вы и ваш друг с этим 20-дюймовым доб-ньютоном сделать это?
Конечно, но не без очень дорогого оборудования и хорошего управления некоторыми сложными алгоритмами математической визуализации. Хорошее место для начала, однако, может быть просто посмотреть на галактику и повесить на некоторое время с крестом ...
Автор Джефф Барбур
