이미지 크레디트 : SDSS
중력 렌즈는 퀘이사와 같은 먼 물체의 빛이 더 가까운 물체의 중력에 의해 왜곡 될 때 발생합니다. 천문학 자들은 왜곡이 너무 큰 렌즈를 발견했으며, 눈에 보이는 물질만으로는 책임을지지 않는 상당한 양의 암흑 물질로 인해 발생해야했습니다. 암흑 물질은 우주의 은하와 별에 대한 중력의 영향으로 예측되지만, 천문학 자들은 실제로 그것이 무엇인지 확실하지 않습니다. 지구에서보기에는 너무 차갑거나 이국적인 입자일까요?
슬론 디지털 스카이 서베이 (Sloan Digital Sky Survey)의 과학자들은 사상 최대의 분리를 기록한 중력 렌즈 퀘이사를 발견했으며, 예상과 달리 가장 먼, 가장 빛나는 퀘이사 중 4 개가 중력 렌즈가 아니라는 것을 발견했습니다.
알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론은 거대한 물체의 중력이 렌즈 역할을하여 먼 물체의 빛을 구부리고 왜곡시킬 수 있다고 예측합니다. 먼 퀘이사와 어스 사이의 거대한 구조는 퀘이사의 빛을 "렌즈"로 만들어 이미지를 상당히 밝게 만들고 한 물체의 여러 이미지를 생성 할 수 있습니다.
NATURE 잡지의 12 월 18 일 25 일판에 발표 된 논문에서, 도쿄 대학 대학원생이나 다 나오 하 이사 (Naohisa Inada)와 마사무네 오구리 (Masamune Oguri)가 이끄는 슬론 디지털 스카이 서베이 (SDSS) 팀은 실제로 근접한 4 개의 퀘이사가 빛이라고 밝혔습니다. 중력 렌즈로 하나의 퀘이사에서 4 개의 이미지로 나 split습니다.
1979 년 첫 번째 사례가 발견 된 이후 80 개 이상의 중력 렌즈 퀘이사가 발견되었습니다. 카탈로그 화 된 렌즈 퀘 이서 중 12 개는 SDSS 발견이며, 그 중 절반은이나 다와 그의 팀의 연구 결과입니다.
그러나이 최신 발견을 극적으로 만드는 것은 4 개의 이미지 사이의 간격이 이전에 알려진 중력 렌즈 퀘이사보다 2 배 크다는 것입니다. 이 4 중 렌즈 퀘이사가 발견 될 때까지 중력 렌즈 퀘이사에서 알려진 가장 큰 분리 거리는 7 arcsecond였습니다. SDSS 팀이 발견 한 퀘이사는 별자리 Leo Minor에 있습니다. 14.62 arcseconds로 구분 된 4 개의 이미지로 구성됩니다.
이러한 큰 분리를 생성하기 위해서는, 렌즈 화를 일으키는 물질의 농도가 특히 높아야한다. 이 중력 렌즈의 전경에는 은하단이 있습니다. 클러스터와 관련된 암흑 물질은 전례없는 대규모 분리를 담당해야합니다.
"Subaru 8.2 미터 망원경과 Keck 망원경에서 얻은 추가 관측 결과는이 시스템이 실제로 중력 렌즈라는 것을 확인했습니다."라고 Inada는 설명합니다. "중력 렌즈에 의해이 정도의 분할은 매우 드물 것으로 예상되므로 SDSS와 같은 대규모 조사에서만 발견 될 수 있습니다."
Oguri는 다음과 같이 덧붙였습니다.“현재까지 조사 된 30,000 개 이상의 SDSS 퀘이사에서 이러한 중력 렌즈를 발견하는 것은 우주가 차가운 암흑 물질에 의해 지배되는 모델에 대한 이론적 기대와 완벽하게 일치합니다. 이것은 그러한 모델에 대한 추가적인 강력한 증거를 제공합니다.” (뜨거운 암흑 물질과 달리 냉암 물질은 이러한 종류의 중력 렌즈를 유발하는 단단한 덩어리를 형성합니다.)
Oguri는“우리가 발견 한 중력 렌즈는 우주에서 보이는 물체와 보이지 않는 암흑 물질 사이의 관계를 탐색하기위한 이상적인 실험실을 제공 할 것입니다.
2004 년 3 월 Astronomical Journal에 게재 될 두 번째 논문에서 Princeton University의 Gordon Richards가 이끄는 팀은 Hubble Space Telescope의 고해상도를 사용하여 중력 렌즈의 징후에 대해 SDSS에서 발견 한 가장 먼 거리의 퀘이사 4 개를 조사했습니다. .
천문학에서 먼 거리를 바라 보는 것은 시간을 거슬러 올라갑니다. 이 퀘이사는 우주가 현재 시대의 10 % 미만인시기에 볼 수 있습니다. 이 퀘이사는 엄청나게 빛나고 태양보다 수십억 배에 이르는 거대한 블랙홀에 의해 구동되는 것으로 생각됩니다. 연구자들은 우주에서 이렇게 거대한 블랙홀이 어떻게 그렇게 형성 될 수 있었는지는 미스터리라고 말했다. 그러나이 물체들이 중력 렌즈로되어 있다면, SDSS 연구자들은 실질적으로 더 작은 광도, 따라서 블랙홀 질량을 추론하여 그들의 형성을 더 쉽게 설명 할 수있을 것입니다.
“퀘이사가 먼 거리 일수록, 은하계와 시청자 사이에 은하가있을 가능성이 높습니다. 이것이 우리가 가장 먼 퀘이사가 렌즈 화 될 것으로 예상 한 이유입니다.”애리조나 대학의 SDSS 연구원 Xiaohui Fan은 설명했다. 그러나 기대와 달리, 4 개 중 어느 것도 렌즈 화의 특징 인 여러 이미지의 징후를 보이지 않습니다.
“소량의 퀘이사 만 중력 렌즈입니다. 그러나이 밝은 퀘이사는 먼 우주에서는 매우 드 rare니다. 렌즈를 사용하면 퀘이사가 더 밝고 감지하기 쉽기 때문에 멀리 떨어진 퀘이사가 가장 렌즈 화 될 가능성이 높을 것으로 예상했습니다.”라고 컬럼비아 대학교의 Zoltan Haiman 팀원은 제안했습니다.
Richards는“이러한 퀘이사들이 렌즈 화되지 않았다는 사실은 천문학 자들이 빅뱅 이후 태양의 수십억 배에 달하는 퀘이사가 10 억 년도되지 않았다는 생각을 심각하게 받아 들여야한다고 말한다. "우리는 이제 이론가들에게 훨씬 더 거대한 블랙홀을 설명하기 위해 SDSS에서 더 높은 적색 편이 퀘이사의 예를 찾고 있습니다."
원본 출처 : SDSS 뉴스 릴리스
