Tín dụng hình ảnh: Hubble
Thiên hà xoắn ốc PGC 69457 nằm gần ranh giới của các chòm sao mùa thu Pegasus và Bảo Bình khoảng 3 độ về phía nam cường độ thứ ba Theta Pegasi - nhưng không nên đào ra khúc xạ 60mm đó để tìm kiếm nó. Thiên hà thực sự cách chúng ta khoảng 400 triệu năm ánh sáng và có độ sáng rõ ràng là 14,5 độ. Vì vậy, mùa thu tới có thể là thời điểm tốt để kết nối với người bạn mà ast astro-nut của bạn, người luôn hướng về hoàng hôn để tránh xa ánh đèn thành phố với một nhạc cụ nghiệp dư lớn hơn, lớn hơn nhiều
Nhưng có rất nhiều thiên hà có cường độ thứ 14 trên bầu trời - điều gì làm cho PGC 69457 trở nên đặc biệt?
Để bắt đầu với hầu hết các thiên hà, không có gì khác nhau, hãy nhìn vào một quasar thậm chí còn xa hơn (QSO2237 + 0305). Và nếu những người khác tồn tại, một số ít có sự phân bố chính xác của các vật thể có mật độ cao cần thiết để gây ra ánh sáng cho uốn cong uốn cong theo cách mà một vật thể vô hình khác có thể nhìn thấy được. Với PGC 69457, bạn không chỉ có một - mà là bốn - các góc nhìn cường độ 17 riêng biệt của cùng một chuẩn tinh cho sự cố khi thiết lập một dobsonian ống 20 inch. Nó có đáng không? (Bạn có thể nói là tăng gấp bốn lần niềm vui quan sát của bạn không?)
Nhưng hiện tượng đằng sau một quan điểm như vậy thậm chí còn thú vị hơn đối với các nhà thiên văn học chuyên nghiệp. Chúng ta có thể học được gì từ một hiệu ứng độc đáo như vậy?
Lý thuyết đã được thiết lập tốt - Albert Einstein đã tiên đoán nó trong Lý thuyết tương đối tổng quát của ông năm 1915. Ý tưởng cốt lõi của Einstein là một người quan sát trải qua gia tốc và một điểm dừng trong trường hấp dẫn không thể nói lên sự khác biệt giữa hai trọng lượng của họ. Mùi. Bằng cách khám phá ý tưởng này đến mức tối đa, nó trở nên rõ ràng rằng không chỉ vật chất mà cả ánh sáng (mặc dù không có khối lượng) cũng trải qua cùng một loại nhầm lẫn. Bởi vì điều này, ánh sáng tiếp cận trường hấp dẫn ở một góc được tăng tốc về phía nguồn lực của trọng lực - nhưng vì vận tốc ánh sáng không đổi nên gia tốc chỉ ảnh hưởng đến đường đi và bước sóng ánh sáng - chứ không phải tốc độ thực của nó.
Bản thân thấu kính hấp dẫn đã được phát hiện lần đầu tiên trong lần nhật thực toàn phần năm 1919. Đây được xem là một sự thay đổi nhỏ ở vị trí của các ngôi sao gần corona Mặt trời khi được chụp trên các tấm ảnh. Vì quan sát này, giờ đây chúng tôi biết rằng bạn không cần một ống kính để bẻ cong ánh sáng - hoặc thậm chí là nước để khúc xạ hình ảnh của những chú cá Koi đang bơi trong ao. Ánh sáng giống như vật chất đi theo đường sức cản nhỏ nhất và điều đó có nghĩa là đi theo đường cong hấp dẫn của không gian cũng như đường cong quang học của thấu kính. Ánh sáng từ QSO2237 + 0305 chỉ làm những gì xuất hiện một cách tự nhiên bằng cách lướt qua các đường viền của thời gian không gian của vũ trụ xung quanh các ngôi sao dày đặc nằm dọc theo đường ngắm từ một nguồn xa hơn qua một thiên hà lân cận. Điều thực sự thú vị về Einstein Cross Cross là những gì nó nói với chúng ta về tất cả những người có liên quan - những người trong thiên hà khúc xạ ánh sáng, và Người vĩ đại trong trung tâm của chuẩn tinh.
Trong bài báo của họ Tái cấu trúc các đường cong ánh sáng vi mô của nhà vật lý thiên văn người Hàn Quốc Einstein Cross-Wook Lee (et al) của Đại học Sejong kết hợp với nhà vật lý thiên văn người Bỉ J. Surdez (et al) của Đại học Liege, đã tìm thấy bằng chứng về một đĩa bồi tụ xung quanh lỗ đen trong Quasar QSO2237 + 0305. Làm thế nào là một điều như vậy có thể ở khoảng cách liên quan?
Các ống kính nói chung thu thập và tập trung ánh sáng, và các thấu kính hấp dẫn khác ((Lee at al posit tối thiểu năm vật thể có khối lượng thấp nhưng cô đặc cao) trong PGC 69457, cũng làm như vậy. Theo cách này, ánh sáng từ một quasar thường sẽ truyền đi xa khỏi các dụng cụ của chúng ta, quấn quanh thiên hà của Thiên hà để tiến về phía chúng ta. Vì điều này, chúng tôi nhìn thấy chi tiết hơn 100.000 lần so với những gì khác có thể. Nhưng có một nhược điểm: Mặc dù nhận được độ phân giải gấp 100.000 lần, chúng ta vẫn chỉ thấy ánh sáng, không chi tiết. Và bởi vì có một số khối khúc xạ ánh sáng trong thiên hà, chúng ta thấy nhiều hơn một góc nhìn của chuẩn tinh.
Để có được thông tin hữu ích từ chuẩn tinh, bạn phải thu thập ánh sáng trong khoảng thời gian dài (vài tháng đến nhiều năm) và sử dụng các thuật toán phân tích đặc biệt để kéo dữ liệu kết quả lại với nhau. Phương pháp được Lee và các cộng sự sử dụng được gọi là LOHCAM (LOcal Hae CAustic Modelling). (Bản thân HAE là từ viết tắt của các sự kiện khuếch đại cao). Sử dụng LOHCAM và dữ liệu có sẵn từ OGLE (Thí nghiệm thấu kính hấp dẫn quang học) và GLIPT (Dự án thời gian quốc tế về thấu kính hấp dẫn), nhóm đã xác định không chỉ LOHCAM hoạt động như mong muốn mà QSO2237 + 0305 có thể bao gồm một đĩa bồi tụ có thể phát hiện được để cung cấp năng lượng cho động cơ ánh sáng của nó). Nhóm nghiên cứu cũng đã xác định khối lượng gần đúng của lỗ đen quasar, kích thước của vùng tử ngoại tỏa ra từ nó và ước tính chuyển động ngang của lỗ đen khi nó di chuyển so với thiên hà xoắn ốc.
Lỗ đen trung tâm trong Quasar QSO2237 + 0305 được cho là có khối lượng kết hợp 1,5 tỷ Mặt trời - một giá trị cạnh tranh với các lỗ đen trung tâm lớn nhất từng được phát hiện. Số khối như vậy chiếm 1% tổng số sao trong thiên hà Milky Way của chúng ta. Trong khi đó và bằng cách so sánh, hố đen QSO2237 + 0305 có khối lượng lớn gấp khoảng 50 lần so với trung tâm của thiên hà chúng ta.
Dựa trên các đỉnh đôi của Hồi giáo về độ sáng từ chuẩn tinh, Lee và cộng sự đã sử dụng LOHCAM để xác định kích thước của đĩa bồi tụ QSO2237 + 0305, hướng của nó và phát hiện một vùng che khuất trung tâm xung quanh lỗ đen. Bản thân đĩa có đường kính khoảng 1/3 của một năm ánh sáng và được quay mặt về phía chúng tôi.
Ấn tượng? Vâng, hãy cũng nói thêm rằng nhóm nghiên cứu đã xác định số lượng vi sóng tối thiểu và khối lượng liên quan được tìm thấy trong thiên hà thấu kính. Tùy thuộc vào vận tốc ngang được giả định (trong mô hình LOHCAM), phạm vi nhỏ nhất từ phạm vi của một người khổng lồ khí - chẳng hạn như hành tinh Sao Mộc - thông qua Mặt trời của chúng ta.
Vì vậy, làm thế nào để điều này lỗ lỗ này hoạt động?
Các dự án OGLE và GLIPT đã theo dõi những thay đổi về cường độ truyền ánh sáng trực quan đến chúng ta từ mỗi trong bốn góc nhìn cường độ thứ 17 của chuẩn tinh. Vì hầu hết các quasar là không thể giải quyết, do khoảng cách lớn trong không gian, bằng kính viễn vọng. Biến động về độ sáng chỉ được xem như một điểm dữ liệu duy nhất dựa trên độ sáng của toàn bộ chuẩn tinh. Tuy nhiên, QSO2237 + 0305 trình bày bốn hình ảnh của chuẩn tinh và mỗi hình ảnh làm nổi bật độ sáng bắt nguồn từ một góc nhìn khác nhau của chuẩn tinh. Bằng cách theo dõi bằng kính viễn vọng đồng thời cả bốn hình ảnh, các thay đổi nhỏ về cường độ hình ảnh có thể được phát hiện và ghi lại về độ lớn, ngày và thời gian. Trong vài tháng đến vài năm, một số lượng đáng kể các sự kiện khuếch đại cao như vậy có thể xảy ra. Các mô hình nổi lên từ sự xuất hiện của chúng (từ góc nhìn thứ 17 đến độ tiếp theo) sau đó có thể được phân tích để hiển thị chuyển động và cường độ. Trong số này có thể xem độ phân giải siêu cao của cấu trúc thường không nhìn thấy trong chuẩn tinh.
Bạn và bạn của bạn với dob-newtonian 20 inch đó có thể làm điều này không?
Chắc chắn - nhưng không phải không có một số thiết bị rất đắt tiền và xử lý tốt một số thuật toán hình ảnh toán học phức tạp. Tuy nhiên, một nơi tốt đẹp để bắt đầu có thể chỉ đơn giản là nhìn thấy thiên hà và treo với cây thánh giá trong một lúc
Viết bởi Jeff Barbour
