아인슈타인 링 중력 렌즈 : SDSS J163028.15 + 452036.2. 이미지 크레디트 : 허블. 클릭하면 확대
알버트 아인슈타인 (Albert Einstein)이 거의 1 세기 전에 자신의 일반 상대성 이론을 발전시키면서, 거대한 물체의 중력장이 공간을 극적으로 뒤틀리고 빛을 반사 할 수 있다고 제안했다.
이 효과로 만들어진 착시 현상을 중력 렌즈라고합니다. 공간에 더 큰 물체를 비추고 증폭시키는 거대한 확대 렌즈를 사용하는 것은 자연과 같습니다. 아인슈타인은 1936 년에 발표 된 논문에서 중력 렌즈를 설명했다. 그러나 그는 전경의 뒤틀린 공간에서 발생하는 광학 왜곡이 너무 작아서 당시의 가장 큰 망원경으로는 측정 할 수 없기 때문에 그 효과를 관찰 할 수 없다고 생각했다.
거의 1 세기 후 천문학 자들은 슬론 디지털 스카이 서베이 (SDS)와 NASA의 허블 우주 망원경이라는 두 개의 강력한 천체 자산을 결합하여 19 개의 새로운 "중력 렌즈"은하를 식별하여 이전에 알려진 약 100 개의 중력 렌즈에 크게 추가되었습니다. 이 중 19 개는 소위 "아인슈타인 고리"라는 8 개의 새로운 렌즈 현상을 발견했으며, 이는 아마도 렌즈 현상의 가장 우아한 징후 일 것입니다. 이전에는 가시 광선에서 이러한 고리가 세 개만 보였습니다.
중력 렌즈에서는 먼 은하에서 나오는 빛을 방해하는 거대한 물체의 중력장에 의해 지구로 향하는 방향으로 편향시킬 수 있습니다. 이 때문에 우리는 은하가 호 또는 여러 개의 개별 이미지로 왜곡 된 것을 볼 수 있습니다. 두 은하가 정확히 정렬되면, 빛은 전경 은하 주위에 아인슈타인 고리 (Einstein ring)라고 불리는 황소의 눈 패턴을 형성합니다.
새로 발견 된 렌즈는 SLSA (Sloan Lens ACS Survey)라는 지속적인 프로젝트에서 나온 것입니다. 매사추세츠 케임브리지에있는 하버드-스미소니언 천체 물리학 센터의 아담 볼튼 (Adam Bolton)과 네덜란드의 캅틴 천문학 연구소 (Kapteyn Astronomical Institute)의 레온 쿠프 만 (Leon Koopmans)이 이끄는 천문학 자 팀은 타원 은하의 수십만 광 스펙트럼 중 후보 렌즈를 선택했다. 슬론 디지털 스카이 서베이. 그런 다음 설문 조사를 위해 허블의 고급 카메라의 날카로운 눈을 사용하여 확인했습니다.
볼튼은“허블 망원경의 이미징 품질과 함께 SDSD의 거대한 규모는 새로운 중력 렌즈를 발견 할 수있는 전례없는 기회를 열었다”고 설명했다. "우리는 다른 은하의 중력 렌즈의 이러한 징후를 보여주는 1,000 개의 은하 중 하나를 식별하는 데 성공했습니다."
SLACS 팀은 20 년에서 40 억 광년 떨어진 약 20 만 개의 은하 스펙트럼을 스캔했다. 연구팀은 지구에서 2 배나 더 가까운 은하에서 직접 은하에서 방출되는 명확한 증거를 찾고 있었다. 그런 다음 허블의 고급 카메라를 사용하여 28 개의 후보 렌즈 은하를 촬영했습니다. 이 후보들 중 19 개가 생성 한 호와 고리를 연구함으로써 천문학 자들은 전경 은하의 질량을 정확하게 측정 할 수 있습니다.
이상한 모양을 만드는 것 외에도 중력 렌즈는 천문학 자에게 타원형 은하에서의 암흑 물질 분포의 가장 직접적인 프로브를 제공합니다. 암흑 물질은 아직 직접 관찰되지 않은 보이지 않는 이국적인 형태의 물질입니다. 천문학 자들은 중력의 영향을 측정함으로써 그 존재를 유추합니다. 암흑 물질은 은하 내에서 널리 퍼져 있으며 우주의 전체 질량의 대부분을 구성합니다. 은하에서 암흑 물질을 찾아서 천문학 자들은 은하 형성에 대한 통찰력을 얻고 자한다. 이것은 초기 우주에서 울퉁불퉁 한 암흑 물질 주위에서 시작되어야한다.
볼튼은“우리의 결과는 평균적으로 이러한 '타원 렌즈 은하'가 나선 은하에서 관측 된 것과 동일한 특별한 질량 밀도 구조를 가지고 있음을 보여준다. “이것은 렌즈 은하의 중심에서 멀어지고 희미한 외곽으로 이동함에 따라 별에 대한 암흑 물질의 비율이 증가한 것에 해당합니다. 그리고이 렌즈 화 젤라는 상대적으로 밝기 때문에 렌즈의 별 모양 움직임에 대한 지상 기반의 분광 관찰을 통해이 결과를 강화할 수 있습니다.”
Koopmans 박사는“수십억 년 전까지이 중력 렌즈와 다른 중력 렌즈를 연구 할 수 있었기 때문에 우주의 시간에 따라 어두운 [보이지 않는] 분포와 눈에 보이는 질량의 분포가 직접 변하는 지 확인할 수있었습니다. "이 정보를 이용하여 우리는 은하들이 작은 은하들의 충돌과 합병으로 형성되는 일반적인 아이디어를 테스트 할 수 있습니다."
SLACS 렌즈 후보 샘플이 선정 된 슬론 디지털 스카이 서베이 (Sloan Digital Sky Survey)는 1998 년에 맞춤형 지상 기반 망원경으로 시작되어 4 분의 1의 하늘과지도에서 1 억 개 이상의 물체의 색상과 밝기를 측정합니다. 백만 은하와 퀘이사까지의 거리. SLACS 팀 멤버 인 매사추세츠 케임브리지에있는 매사추세츠 공과 대학의 Scott Burles는“이러한 유형의 중력 렌즈 설문 조사는 SDSS의 원래 목표는 아니지만 SDSS 데이터의 우수한 품질 덕분에 가능했습니다. SDSS 제작자 중 하나입니다.
산타 바바라 캘리포니아 대학의 SLACS 팀원 인 Tommaso Treu는“SDSS 데이터베이스의 큰 크기의 추가 보너스는 특정 과학 목표에 가장 적합한 렌즈를 찾도록 검색 기준을 설계 할 수 있다는 것입니다. . “지금까지 우리는 가장 큰 은하를 목표로 선택했지만, 다음 단계에서는 더 작은 렌즈 은하를 목표로하고 있습니다. 은하의 구조가 은하 크기에 따라 변한다는 제안이 있었다. 이러한 희귀 한 개체를 '주문형'으로 식별하면 곧 이것이 사실인지 테스트 할 수있게 될 것입니다. "
NASA 제트 추진 연구소의 SLACS 팀원 Leonidas Moustakas와 캘리포니아 패서 디나에 위치한 캘리포니아 기술 연구소 (California Institute of Technology)는 다음과 같이 덧붙였습니다. 이 먼 은하들.”
SLACS 조사는 계속되고 있으며 지금까지이 팀은 허블을 사용하여 거의 50 개의 후보 렌즈 은하를 연구했습니다. 궁극적으로 총계는 100 개 이상이 될 것으로 예상되며 그 중에서도 더 많은 새로운 렌즈가 있습니다. 설문 조사의 초기 결과는 Astrophysical Journal의 2006 년 2 월호와 해당 저널에 제출 된 두 개의 다른 논문에 나타납니다.
원본 출처 : 허블 사이트 뉴스 릴리스
