Түнгі аспан көп жұлдыздарымен адамды баяғыдан тартып, таң қалдырады. Әуесқойлық телескоп терең ғарыш объектілерінің әлдеқайда көп түрін көре алады - шоғырлардың көптігін, сфералық және шашыранды, тұмандықтарды және жақын орналасқан галактикаларды. Бірақ күшті астрономиялық аспаптар ғана анықтай алатын өте керемет және қызықты құбылыстар бар. Ғаламның осындай қазыналарының арасында гравитациялық линзалардың оқиғалары бар және олардың арасында Эйнштейн кресттері деп аталатындар бар. Бұл не екенін осы мақалада білеміз.
Ғарыш линзалары
Гравитациялық линза айтарлықтай массасы бар (мысалы, үлкен галактика) бақылаушы мен кейбір алыстағы жарық көзі - квазар, басқа галактика немесе жарқыраған жарықтың арасында кездейсоқ ұсталған объектінің қуатты гравитациялық өрісі арқылы жасалады. супернова.
Эйнштейннің ауырлық теориясы гравитациялық өрістерді кеңістік-уақыт континуумының деформациясы ретінде қарастырады. Сәйкесінше, жарық сәулелері ең қысқа уақыт аралықтарында таралатын сызықтар да (геодезиялық сызықтар)майысқан. Нәтижесінде бақылаушы белгілі бір жолмен бұрмаланған жарық көзінің кескінін көреді.
«Эйнштейн кресті» дегеніміз не?
Бұрмалау сипаты гравитациялық линзаның конфигурациясына және оның көз мен бақылаушыны қосатын көру сызығына қатысты жағдайына байланысты. Егер линза фокустық сызықта қатаң симметриялы болса, деформацияланған кескін сақина тәрізді болып шығады, егер симметрия центрі сызыққа қатысты ығыса, онда мұндай Эйнштейн сақинасын доғаларға бөлуге болады.
Жеткілікті күшті ығысу кезінде жарық түсіретін қашықтықтар айтарлықтай ерекшеленетін кезде, линзалау бірнеше нүктелік кескіндерді құрайды. Жалпы салыстырмалылық теориясының авторының құрметіне Эйнштейн кресті, оның аясында осы тектес құбылыстар болжанған, линзаланған көздің төрттік суреті деп аталады.
Төрт беттегі квазар
Ең «фотогенді» төрттік нысандардың бірі - Пегас шоқжұлдызына жататын QSO 2237+0305 квазары. Ол өте алыс: бұл квазар шығаратын жарық жердегі және ғарыштық телескоптардың камера линзаларына түскенге дейін 8 миллиард жылдан астам уақыт жүріп өтті. Осы Эйнштейн крестіне қатысты бұл бейресми болса да, тиісті атау және бас әріппен жазылғанын есте ұстаған жөн.
Фотосуреттің жоғарғы жағында Эйнштейн кресі бейнеленген. Орталық нүкте линзаланатын галактиканың ядросы болып табылады. Сурет ғарыштан түсірілгенХаббл телескопы.
Линза ретінде әрекет ететін ZW 2237+030 галактикасы квазардың өзінен 20 есе жақын. Бір қызығы, жекелеген жұлдыздар, мүмкін жұлдыз шоғырлары немесе оның құрамындағы массивтік газ және шаң бұлттары тудыратын қосымша линза әсерінің арқасында төрт компоненттің әрқайсысының жарықтығы бірте-бірте өзгереді және біркелкі емес.
Пішіндердің алуан түрі
Қос линзалы HE 0435-1223 квазарының әдемілігі де QSO 2237+0305 сияқты дерлік бірдей. Гравитациялық линза жағдайдың мүлдем кездейсоқ жиынтығына байланысты бұл жерде квазардың барлық төрт кескіні дерлік біркелкі орналасып, тұрақты дерлік крест құрайды. Бұл ерекше керемет нысан Эридани шоқжұлдызында орналасқан.
Соңында ерекше оқиға. Астрономдар фотосуретке қуатты линзаның - алдыңғы қатардағы үлкен шоғырдағы галактиканың - квазарды емес, супернованың жарылысын көрнекі түрде үлкейткенін түсіру бақытына ие болды. Бұл оқиғаның бірегейлігі - супернованың квазардан айырмашылығы, қысқа мерзімді құбылыс. Refsdal суперновасы деп аталатын жарылыс 9 миллиардтан астам жыл бұрын алыс галактикада болған.
Біраз уақыттан кейін көне жұлдыздық жарылысты күшейтіп, көбейткен Эйнштейн крестіне сәл ұзағырақ тағы бір бесінші сурет қосылды, линза құрылымының ерекшеліктеріне байланысты кешігіп қалды және айтпақшы, болжалады.алдын ала.
Төмендегі суретте сіз гравитацияға көбейтілген супернова Рефсдалдың "портретін" көре аласыз.
Құбылыстың ғылыми маңызы
Әрине, Эйнштейн кресті сияқты құбылыс тек эстетикалық рөл атқармайды. Мұндай объектілердің болуы жалпы салыстырмалылық теориясының қажетті салдары болып табылады және оларды тікелей бақылау оның негізділігінің ең айқын растауларының бірі болып табылады.
Гравитациялық линзаның басқа әсерлерімен бірге олар ғалымдардың назарын аударады. Эйнштейннің кресттері мен сақиналары линзалар болмаған кезде көрінбейтін соншалықты алыстағы жарық көздерін ғана емес, сонымен қатар линзалардың өздерінің құрылымын - мысалы, галактика кластерлеріндегі қараңғы заттардың таралуын зерттеуге мүмкіндік береді.
Квазарлардың (соның ішінде крест тәріздес) біркелкі емес жинақталған линзаланған кескіндерін зерттеу Хаббл тұрақтысы сияқты басқа да маңызды космологиялық параметрлерді нақтылауға көмектеседі. Бұл дұрыс емес пішінді Эйнштейндік сақиналар мен кресттер әртүрлі уақытта әртүрлі қашықтықты жүріп өткен сәулелерден құралған. Сондықтан олардың геометриясын жарықтық ауытқуларымен салыстыру Хаббл тұрақтысын, демек, Әлемнің динамикасын анықтауда үлкен дәлдікке қол жеткізуге мүмкіндік береді.
Бір сөзбен айтқанда, гравитациялық линзалар тудырған таңғажайып құбылыстар көзді қуантып қана қоймай, қазіргі ғарыш ғылымында маңызды рөл атқарады.
