Einstein-kereszt: a ZW 2237+030 kvazár négyes képe a gravitációs lencsézésben
Einstein-kereszt (ZW 2237+030): lenyűgöző kvazár négyes kép gravitációs lencsézésben — távolságok, lencsetag és amatőr megfigyelési tippek.
Az Einstein-kereszt a ZW 2237+030 (más néven QSO 2237+0305, a Huchra lencséje) ismert példája annak, amikor egy távoli kvazár fényét egy közeli galaxis erősen gravitációs lencsézése négy különálló képpé torzítja. A kvazár távolsága a vöröseltolódás alapján nagyjából 8 milliárd fényév (kb. 2 500 000 000 parszek), míg a lencsét adó előtér-galaxis jóval közelebb, körülbelül 400 millió fényévre található.
Miért négy kép?
Ha egy nagy tömeg — például egy galaxis — pontosan egy távoli fényforrás (itt a kvazár) és a megfigyelő között helyezkedik el, a fény görbülése több, elkülönülő képet hozhat létre. A ZW 2237+030 esetében a háttérkvazár pontosan olyan irányban áll, hogy a galaxis gravitációs mezeje a kvazár képét négy irányban, egy keresztformát alkotva jeleníti meg a galaxis magja körül; innen az elnevezés: Einstein-kereszt.
Tudományos jelentőség
Az Einstein-kereszt fontos eszköz az asztrofizikában:
- Az egyes képek fényessége különböző időben változhat: ez részben a kvazár intrinszik variabilitásának, részben pedig az előtérgalaxis csillagainak okozta mikrolencsézésnek köszönhető. A mikrolencsézés lehetővé teszi a kvazár belső szerkezetének (például az akkréciós korong méretének) vizsgálatát.
- A képek közötti időkésések és a lencsét adó galaxis tömegeloszlásának modellezése segít kozmológiai paraméterek, például a Hubble-állandó becslésében.
- Magas felbontású képalkotás (például a Hubble-űrtávcsővel) révén jól tanulmányozható a lencsét adó galaxis tömegeloszlása és a sötét anyag szerepe a lencsézésben.
Felfedezés és megfigyelés
A rendszer felfedezésében kulcsszerepet játszott John Huchra és munkatársai, ezért is nevezik Huchra lencséjének. A lencsét adó galaxis viszonylag közeli, küllős vagy rúdolt spirálgalaxis, ami megkönnyíti a részletes vizsgálatot.
Megfigyelhetőség szempontjából az Einstein-keresztet profi távcsövekkel, nagypontosságú CCD-felvételekkel és jó égi körülmények között lehet a legjobban tanulmányozni. Az amatőr csillagászok számára is látható részletekhez sötét égbolt, jó átmérőjű távcső (a gyakorlatban 18 hüvelyk / ~45 cm vagy nagyobb tükrök) és hosszú expozíciós idők szükségesek; azonban a négy különálló ponthalmaz éles kimutatása általában profi eszközöket kíván.
Összegzés
Az Einstein-kereszt (ZW 2237+030) ikonikus példa az erős gravitációs lencsézésre: a rendszer egyszerre demonstrálja az általános relativitáselmélet hatását, lehetőséget ad a kvazárok és a galaxisok belső szerkezetének vizsgálatára, valamint fontos mérési alapot szolgáltat kozmológiai és asztrofizikai kutatásokhoz.
Einstein keresztje
Kérdések és válaszok
K: Mi az az Einstein-kereszt?
V: Einstein keresztje egy 8 000 000 000 000 fényévre lévő kvazár képe.
K: Milyen messze van a ZW 2237+030, a lencsegalaxis a Földtől?
V: A ZW 2237+030, a lencsegalaxis mindössze 400 millió fényévre van a Földtől.
K: Az erős gravitációs lencsézés miatt hány kép jelenik meg ugyanarról a távoli kvazárról az előtérben lévő galaxis körül?
V: Az erős gravitációs lencsézés miatt négy kép jelenik meg ugyanarról a távoli kvazárról az előtérben lévő galaxis körül.
K: Miért van szükségük az amatőr csillagászoknak rendkívül sötét égboltra és nagy távcsőtükrökre ahhoz, hogy meglássák az Einstein-keresztet?
V: Az amatőr csillagászoknak rendkívül sötét égboltra és nagy, legalább 18 hüvelykes átmérőjű távcsőtükrökre van szükségük az Einstein-kereszt megpillantásához, mivel az 8 milliárd fényévre található.
K: Mi a jelentősége a kvazár vöröseltolódásának?
V: A kvazár vöröseltolódása meghatározza, hogy a Földtől mintegy 8 milliárd fényévre található.
K: Mi a neve a lencsét adó galaxisnak?
V: A lencsegalaxis neve ZW 2237+030, más néven Huchra lencséje.
K: Hány parszeknyi távolságra van az Einstein-kereszt?
V: Az Einstein-kereszt 2 500 000 000 parszeknyi távolságra van.
Keres