Люлката на Вселената през пръстен на Айнщайн
Необичайно изображение на далечна гравитационно линзирана вселена получиха астрономите в хода на наблюдения на телескопа ALMA в режим дълга база (ALMA Long Baseline Campaign).
На фотографията се виждат принадлежащи към галактиката области на звездообразуване с такава детайлизация, каквато в никакъв случай преди не е постигана за толкоз далечни обекти. По равнище на дейтайлност наблюденията оставят надалеч зад тила си тези на галактическия телескоп „ Хъбъл “. Откритите в далечната вселена области на зведообразуване съставляват великански аналог на мъглявината Орион, намираща се в нашия Млечен път.
В хода на програмата Long Baseline Campaign са получени неповторими наблюдателни резултати и невиждано детайлна информация за обекти както от близката, по този начин и от далечната Вселена. В края на 2014 година в границите на тази стратегия са осъществени наблюдения на далечната вселена SDP.81.
Линзираната вселена. © ALMA (NRAO/ESO/NAOJ)/Mark Swinbank (Durham University)
Светлината, която доближава до нас от тази вселена, е подложена на въздействието на характерен резултат, прочут като гравитационно линзиране . Същността му се състои в това, че огромна вселена, озовала се на лъча на зрението сред Земята и SDP.81, работи като леща върху светлинното лъчение на далечната вселена – захваща я със силата на своето привличане и основава картина, наречена пръстен на Айнщайн (Einstein Ring).
Данните, получени на телескопа ALMA при наблюденията на SDP.81, са оценени от шест самостоятелни групи учени. Резултатът от този поток научни данни е невиждано подробна информация за следената вселена – нейната конструкция, население, придвижване и други физически характерности.
В резултат на използване на фини способи за астрономическо моделиране в SDP.81 е открита невиждана до момента тънка конструкция – прахов облак, който явно е гигантско вместилище на молекулярен газ, строителен материал за звезди и планети. Моделирането послужило да се отстранят изкривяващите недостатъци от увеличаващата гравитационна леща.
Пръстенът SDP.81. © ALMA (NRAO/ESO/NAOJ)/Y. Tamura (The University of Tokyo)
Окончателната изясненост на изображенията, получени на ALMA, се оказала толкоз висока, че станало допустимо различаването на области на звездообразуване с размер до 100 светлинни години. Тези области наподобяват великански аналози на известната мъгливост Орион в нашата вселена – в тях се образуват хиляди пъти повече звезди. За първи път звездообразуване се следи на толкоз огромно разстояние – на другия завършек на Вселената.
Като учат данните от спектрите, регистрирани на ALMA, астрономите мерят и въртенето на далечната вселена и могат да оценят нейната маса. Тези данни демонстрират, че газовите купове в галактиката са нестабилни; газовите облаци се свиват и в бъдеще евентуално ще се трансфорат в нови обширни области на звездообразуване.
Интересно е, че моделирането демонстрира наличието на свръхмасивна черна дупка в центъра на по-близката линзираща вселена. Централната част на галактиката е прекомерно слаба, с цел да може да се записва, и заради това астрономите вършат умозаключение, че галактиката леща съдържа черна дупка с маса повече от 200–300 милиона Слънца.
Далечната линзирана вселена се вижда за нас такава, каквато е била тя, когато възрастта на Вселената е била единствено 15% от сегашната – едвам 2,4 милиарда години след Големия гърмеж. За да дохвъри до нас, светлината от нея е имала потребност от време, което повече от два пъти надвишава възрастта на Земята (11,4 милиарда години).
Гравитационните лещи са предсказани от Алберт Айнщайн в границите на общата доктрина на относителността. Според нея материални обекти огъват пространството и времето. Ако през такава изкривена област на пространство-времето премине светлина, нейните лъчи също се изкривяват. Затова извънредно солидни обекти – огромни галактики и галактични купове – работят като големи лупи.
Специалният случай на такава галактическа леща, в която Земята, линзиращата вселена и далечната линзирана вселена се намират навръх една права, се назовава пръстен на Айнщайн . При това гравитационната леща събира минаващата през нея светлина в верен пръстен.
ESO
