Öine taevas on pikka aega meelitanud ja avaldanud muljet paljude tähtedega. Amatöörteleskoop suudab näha palju rohkem erinevaid süvakosmose objekte – arvuk alt sfäärilisi ja hajutatud parvesid, udukogusid ja lähedalasuvaid galaktikaid. Kuid on äärmiselt suurejoonelisi ja huvitavaid nähtusi, mida suudavad tuvastada ainult võimsad astronoomilised instrumendid. Selliste universumi aarete hulka kuuluvad gravitatsiooniläätsede sündmused ja nende hulgas on ka niinimetatud Einsteini ristid. Mis see on, saame sellest artiklist teada.
Space-objektiivid
Gravitatsiooniläätse loob olulise massiga objekti (näiteks suure galaktika) võimas gravitatsiooniväli, mis jääb kogemata vaatleja ja mõne kaugema valgusallika – kvasari, teise galaktika või ereda valgusallika – vahele. supernoova.
Einsteini gravitatsiooniteooria käsitleb gravitatsioonivälju aegruumi kontiinumi deformatsioonidena. Vastav alt sellele on ka jooned, mida mööda valguskiired levivad lühimate ajavahemike jooksul (geodeetilised jooned).on painutatud. Selle tulemusena näeb vaatleja valgusallika kujutist teatud viisil moonutatuna.
Mis on "Einsteini rist"?
Moonutuse olemus sõltub gravitatsiooniläätse konfiguratsioonist ja selle asukohast allikat ja vaatlejat ühendava vaatejoone suhtes. Kui objektiiv on fookusjoonel rangelt sümmeetriline, osutub deformeerunud kujutis rõngakujuliseks, kui sümmeetriakese on joone suhtes nihutatud, siis saab sellise Einsteini rõnga jagada kaaredeks.
Piisav alt tugeva nihkega, kui valguse läbitavad vahemaad erinevad oluliselt, moodustab lääts mitu punktikujutist. Einsteini risti nimetatakse üldrelatiivsusteooria autori auks, mille raames ennustati sedalaadi nähtusi, läätseallika neljakordseks pildiks.
Kvaasar nelja näoga
Üks "fotogeenilisemaid" neljakordseid objekte on Pegasuse tähtkuju kuuluv kvasar QSO 2237+0305. See on väga kaugel: selle kvasari kiirgav valgus rändas rohkem kui 8 miljardit aastat, enne kui see tabas maapealsete ja kosmoseteleskoopide kaameraläätsesid. Selle Einsteini ristiga seoses tuleb meeles pidada, et see on pärisnimi, kuigi mitteametlik, ja see on kirjutatud suure algustähega.
Foto ülaosas on Einsteini rist. Keskpunkt on läätsegalaktika tuum. Pilt on tehtud ruumi järgiHubble'i teleskoop.
Läätsena toimiv galaktika ZW 2237+030 on 20 korda lähemal kui kvasar ise. Huvitav on see, et üksikute tähtede ja võib-olla täheparvede või massiivsete gaasi- ja tolmupilvede tekitatud täiendava läätseefekti tõttu muutub iga nelja komponendi heledus järk-järgult ja ebaühtlaselt.
Erinevad kujundid
Võib-olla pole vähem ilus ristläätsega kvasar HE 0435-1223, mis on peaaegu sama kaugel kui QSO 2237+0305. Gravitatsioonilääts võtab täiesti juhuslike asjaolude tõttu siin sellise positsiooni, et kõik neli kvasari kujutist paiknevad peaaegu ühtlaselt, moodustades peaaegu korrapärase risti. See erakordselt tähelepanuväärne objekt asub Eridani tähtkujus.
Ja lõpuks eriline sündmus. Astronoomidel oli õnn jäädvustada fotole, kuidas võimas objektiiv – esiplaanil tohutus kobaras olev galaktika – suurendas visuaalselt mitte kvasarit, vaid supernoova plahvatust. Selle sündmuse ainulaadsus seisneb selles, et erinev alt kvasarist on supernoova lühiajaline nähtus. Plahvatus, mida nimetati Refsdali supernoovaks, toimus kauges galaktikas üle 9 miljardi aasta tagasi.
Mõni aeg hiljem iidset täheplahvatust tugevdanud ja mitmekordistanud Einsteini ristile, veidi eemal, lisandus veel viies pilt, mis jäi läätse ehituse iseärasuste tõttu hiljaks ja muide ennustas.ette.
Alloleval pildil näete supernoova Refsdali "portreed", mis on korrutatud gravitatsiooniga.
Nähtuse teaduslik tähtsus
Muidugi ei mängi selline nähtus nagu Einsteini rist ainult esteetilist rolli. Seda tüüpi objektide olemasolu on üldise relatiivsusteooria vajalik tagajärg ja nende otsene jälgimine on selle kehtivuse üks ilmsemaid kinnitusi.
Lisaks muudele gravitatsiooniläätse efektidele tõmbavad need teadlaste tähelepanu. Einsteini ristid ja rõngad võimaldavad uurida mitte ainult selliseid kaugeid valgusallikaid, mida läätsede puudumisel näha poleks, vaid ka läätsede endi ehitust – näiteks tumeaine jaotust galaktikaparvedes.
Kvaaarite (sealhulgas ristikujuliste) objektiivsete kujutiste ebaühtlaselt virnastatud kujutiste uurimine võib aidata täpsustada ka muid olulisi kosmoloogilisi parameetreid, näiteks Hubble'i konstanti. Need ebakorrapärase kujuga Einsteini rõngad ja ristid on moodustatud kiirtest, mis on läbinud eri aegadel erinevaid vahemaid. Seetõttu võimaldab nende geomeetria võrdlemine heleduse kõikumisega saavutada suurt täpsust Hubble'i konstandi ja seega ka universumi dünaamika määramisel.
Ühesõnaga, gravitatsiooniläätsede tekitatud hämmastavad nähtused ei meeldi mitte ainult silmale, vaid mängivad tõsist rolli ka tänapäevastes kosmoseteadustes.
