2008.02.19. - Galaxis útikalauz gravitációs lencsékhez

A Hubble űrteleszkóp adatai alapján összeállított katalógus 67 olyan felvételt tartalmaz, melyeken nagyon távoli fiatal galaxisok képét nagytömegű közeliek gravitációslencse-hatása állítja elő.

Az 1,6 négyzetfokra kiterjedő felmérés egy jóval nagyobb, COSMOS elnevezésű projekt része, melynek során ugyanezen, a telihold kilencszeresének megfelelő égi terület objektumait különböző földi és űrtávcsövekkel, többek között a VLT, a Subaru, a CFHT, a Spitzer, az XMM-Newton és a Chandra teleszkópokkal mérték fel. A katalógus 67 új, a gravitációslencse-hatás által leképezett távoli galaxis képét tartalmazza. A minta érdekessége az, hogy ilyen hatást általában galaxishalmazok gravitációs tere produkál, ebben a katalógusban azonban a képet előállító objektum minden esetben nagytömegű elliptikus vagy lentikuláris galaxis. Ha a minta reprezentatív, akkor az egész égbolton körülbelül félmillió hasonló objektum lehet.

Példák a gravitációslencse-hatásra a COSMOS felmérésből: 0038+4133, 0211+1139.
[NASA, ESA, C. Faure (Z. für Astronomie, University of Heidelberg) és J.-P. Kneib (Lab. d'Astrophysique de Marseille)]

A Jean-Paul Kneib (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille) és Cecile Faure (Zentrum für Astronomie, University of Heidelberg) által vezetett, európai csillagászokból álló kutatócsoport a Hubble űrteleszkóp ACS (Advanced Camera for Surveys) műszere által rögzített felvételeket elemezte, de ezeket a megfigyeléseket kiegészítették földi bázisú észlelésekkel is. A megfigyelések szerint a távoli galaxisok képeit előállító közelebbi nagytömegű galaxisok mindegyike kevés gázt és port tartalmaz. A felmérés alapján úgy tűnik, hogy ez a fajta gravitációslencse-hatás sokkal gyakrabban fordul elő, mint a Hubble által korábban észlelt óriás ívek, ugyanakkor jóval nehezebb is megtalálni őket, mivel sokkal kisebb területen jelentkeznek és formájuk is változatosabb.

Példák a gravitációslencse-hatásra a COSMOS felmérésből: 5921+0638, 0018+3845.
[NASA, ESA, C. Faure (Z. für Astronomie, University of Heidelberg) és J.-P. Kneib (Lab. d'Astrophysique de Marseille)]

A gravitációslencse-hatás akkor jelentkezik, ha egy távoli objektum - tipikusan egy galaxis - által kibocsátott fény egy köztes objektum - galaxishalmaz vagy nagytömegű galaxis - közelében halad el, s annak gravitációs tere a fény útját elgörbíti, azaz úgy viselkedik, mint egy lencse. Közben, hogy az analógia teljes legyen, nagyítás és fényerősítés is történik, ez utóbbi akár néhány százszoros értéket is elérhet. A gravitációslencse-hatás egyedülálló lehetőséget biztosít arra, hogy nagyon távoli halvány objektumokat is észlelhessünk, egyúttal a Világegyetemet nagyon fiatal állapotában is tanulmányozhassuk.

A katalógusban felsorolt 67 esetből legalább négyben ún. Einstein-gyűrűt láthatunk, azaz az előtérgalaxis által előállított kép egy teljes gyűrű, nem csak annak egy része. Ilyen kép akkor keletkezhet, ha a leképezett és a képalkotó objektum, illetve a Föld éppen egy egyenesbe esik.

Példák a gravitációslencse-hatásra a COSMOS felmérésből: 0013+2249, 0047+5023.
[NASA, ESA, C. Faure (Z. für Astronomie, University of Heidelberg) és J.-P. Kneib (Lab. d'Astrophysique de Marseille)]

A 67 új galaxist a kutatók egy egészen különleges folyamat eredményeként azonosították. Először egy 2 millió galaxist tartalmazó katalógus alapján határozták meg a lehetséges jelölteket. Ezután egyenként átnézték a COSMOS-felvételeket az előzőleg kijelölt objektumok után kutatva. A végső fázisban azt ellenőrizték, hogy a szóba jöhető előtér- és háttérgalaxis valóban különbözőek-e, vagy esetleg csak egyetlen, különleges alakú galaxisról van szó.

Kneib a lehetséges folytatást is vázolta: A jövőben a kutatók által "szemmel" azonosított objektumok mintájával betanított robotszoftverek fésülhetik át a Hubble teljes archívumát további, nagytömegű egyedi galaxisok által okozott gravitációslencse-hatás után kutatva. A felmérés ugyanakkor a sötét anyag természetének tisztázásában is egy jelentős lépés lehet. Ugyanis ha a későbbiekben nagy számban sikerül ilyen galaxisokat azonosítani, akkor segítségükkel pontosabb becslés adható a galaxisok tömeg szerinti eloszlására, s ezen keresztül a kozmológiai modellek előrejelzései is jobban ellenőrizhetők lesznek majd.

Forrás:

• STScI-2008-09