Ο βαρυτικός φακός - ένα φαινόμενο που πέφτει έξω από τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν - έχει παρατηρηθεί πολλές φορές, δημιουργώντας μερικές φανταστικές εικόνες δακτυλίων, τόξων και σταυρών που αποτελούνται από τεράστιους γαλαξίες έτη φωτός μακριά. Καθώς το φως από ένα αντικείμενο φόντου κάμπτεται από τη βαρύτητα γύρω από ένα αντικείμενο προσκηνίου, παράγονται πολλαπλές, μεγεθυμένες εικόνες του αντικειμένου φόντου από το πλεονέκτημά μας.
Για πρώτη φορά, ένα κβάζαρ (οιονεί αστρικό αντικείμενο) έχει αποδειχθεί ότι προσεγγίζει βαρυτικά έναν γαλαξία πίσω του. Έχουν βρεθεί περίπου εκατό περιπτώσεις βαρυτικών φακών που αποτελούνται από έναν γαλαξία στο προσκήνιο και ένα κβάζαρ φόντου, αλλά αυτή είναι η πρώτη φορά που συμβαίνει το αντίθετο. Δηλαδή, ένα κβάζαρ που κάμπτει το φως από έναν γαλαξία φόντου γύρω του για να δημιουργήσει μια πολλαπλή εικόνα αυτού του γαλαξία.
Τα κβάζαρ πιστεύεται ότι είναι το αποτέλεσμα μιας υπερμεγέθους μαύρης τρύπας στο κέντρο ενός γαλαξία που προσπαθεί να καταπιεί όλη την ύλη που τον περιβάλλει. Καθώς η ύλη συσσωρεύεται όταν πλησιάζει πιο κοντά στη μαύρη τρύπα, θερμαίνεται λόγω τριβής και αρχίζει να εκπέμπει φως σε όλο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Το φως από ένα κβάζαρ μπορεί να ξεπεράσει έναν ολόκληρο γαλαξία αστεριών, καθιστώντας δύσκολο τον διαχωρισμό του φωτός από έναν γαλαξία φόντου από τη συντριπτική λάμψη του ίδιου του κβάζαρ.
Για να γίνει αυτή η αρχική ανίχνευση (σίγουρα υπάρχουν πολλοί που θα ακολουθήσουν), αστρονόμοι από το Εργαστήριο Αστροφυσικής του EPFL σε συνεργασία με την Caltech χρησιμοποίησαν δεδομένα από το Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Ανέλυσαν 22.298 κβάζαρ από τον κατάλογο SDSS Data Release 7 και αναζήτησαν εικόνες που είχαν έντονα μετατοπισμένα φάσματα εκπομπής προς το κόκκινο. Σύμφωνα με την εφημερίδα που ανακοινώνει τα αποτελέσματα, «Σε αυτά τα φάσματα, αναζητούμε γραμμές εκπομπής μετατοπισμένες στο κόκκινο πέρα από την ερυθρή μετατόπιση του [κβάζαρ]».
Με άλλα λόγια, ένα κβάζαρ που προσδίδει φακό σε έναν γαλαξία στο παρασκήνιο θα παρουσιάσει μεγαλύτερη μετατόπιση προς το ερυθρό από εκείνο που δεν προσδίδει φακό σε γαλαξία φόντου, αφού το φως από τον γαλαξία και το κβάζαρ συνδυάζονται στα δεδομένα SDSS. Έτσι, τα κβάζαρ που είχαν μια αναμενόμενη μετατόπιση προς το κόκκινο πετάχτηκαν και μια στατιστική ανάλυση κβάζαρ με γραμμές εκπομπής που θα μπορούσαν να μιμηθούν έναν βαρυτικό φακό εξάλειψε πολλά περισσότερα από τα αντικείμενα. Αυτό άφησε περίπου 14 αντικείμενα από τα 22.298 που αναλύθηκαν ως πιθανά υποψήφια. Από αυτά τα 14, η ομάδα επέλεξε ένα για να πραγματοποιήσει επακόλουθες παρατηρήσεις, με το όνομα SDSS J0013+1523.
Το SDSS J0013+1523 βρίσκεται περίπου 1,6 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά και προσεγγίζει έναν γαλαξία που απέχει περίπου 7,5 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Keck II, μπόρεσαν να επιβεβαιώσουν ότι το SDSS J0013+1523 όντως προσδιόριζε το φως από έναν γαλαξία που βρισκόταν πίσω του. Οι εικόνες του Hubble της ανακάλυψης είναι στα σκαριά.
Ακολουθεί ένα βίντεο που παράγεται από το EPFL που περιγράφει τα αποτελέσματα.
Αυτό που είναι σημαντικό για αυτήν την ανακάλυψη – εκτός από τη νέα πτυχή ενός κβάζαρ που λειτουργεί ως φακός – είναι ότι θα επιτρέψει στους ερευνητές να βελτιώσουν καλύτερα την κατανόησή τους για τα κβάζαρ. Όταν το φως κάμπτεται γύρω από ένα αντικείμενο, κάμπτεται λόγω της βαρύτητας και η βαρύτητα είναι αποτέλεσμα της μάζας. Έτσι, κάτι που είναι πολύ ογκώδες θα λειτουργήσει ως ισχυρότερος φακός από κάτι που είναι μικροσκοπικό, και η μάζα του αντικειμένου που κάνει όλη την εργασία του φακού –στην περίπτωση αυτή, το κβάζαρ του πρώτου πλάνου– μπορεί να προσδιοριστεί.
Τα αποτελέσματά τους δημοσιεύτηκαν σε επιστολή προςΑστρονομία & Αστροφυσικήστις 16 Ιουλίου. Το πρωτότυπο χαρτί είναι διαθέσιμο για ανάγνωση εδώ .
Πηγή: Eurekalert εδώ και εδώ , χαρτί Arxiv εδώ