Zvětšit obrázek

Kupa galaxií SDSS J1004+4112 vytváří ve vesmíru gravitační čočku. Na snímku, pořízeném HST, jsou modře vyznačeny obrazy kvasaru (Lensed Quasar), červeně obrazy galaxie (Lensed Galaxy) a žlutě supernova. Credit: European Space Agency, NASA, Keren Sharon (Tel-Aviv University) and Eran Ofek (CalTech)

Na snímku z Hubble Space Telescope (HST) je unikátní skupina 5 kvasarů. Jedná se však o pětinásobný obraz jednoho kvasaru, který byl vytvořen jevem nazývaným gravitační čočka. Při něm gravitační pole masivního objektu (v tomto případě kupa galaxií) ohýbá a násobí světlo pozorovaného objektu (v tomto případě kvasaru), který se z našeho pohledu nachází ve velké vzdálenosti vzadu za ním (v tomto případě za kvasarem).

Zvětšit obrázek

Tentýž snímek, s doplněnou kresbou znázorňující jak se v galaktické kupě gravitační čočka vytvořila. Obrazy kvasaru - modře, obrazy galaxie - červeně.

Ačkoliv již dříve byly pozorovány několikanásobné obrazy kvasarů, tento, nově pozorovaný "pětinásobný kvasar", je doposud jediným případem, při němž vícenásobný obraz kvasaru vytvořila kupa galaxií, která působí jako gravitační čočka.

Vzdálený kvasar je velmi jasné jádro galaxie, obsahující černou díru. Ta pohlcuje prach a plyn a v průběhu tohoto procesu vznikají mohutné světelné záblesky. Když světlo kvasaru prochází gravitačním polem kupy galaxií, které leží mezi námi a kvasarem, světlo se zakřiví takovým způsobem, že se obraz kvasaru rozdělí na pět oddělených objektů, soustředěných kolem středu kupy galaxií. Kupa galaxií kromě toho také vytváří další snímek „skupiny“ vzdálených galaxií, ale ve skutečnosti se opět jedná o obrazy vytvořené gravitační čočkou. Na prvním snímku v tomto článku  jsou modře vyznačeny obrazy kvasaru (Lensed Quasar), červeně obrazy galaxie (Lensed Galaxy) a žlutě supernova (zde je ke stažení snímek ve vysokém rozlkišení).

Další videa a obrázky: Credit: ESA, NASA, K. Sharon (Tel Aviv University) and E. Ofek (Caltech)

Zvětšit obrázek

Vznik obrazů pomocí gravitační čočky. Credit: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Kupa galaxií, vytvářející gravitační čočku, známe pod označením SDSS J1004+4112 a byla objevena v rámci programu digitální přehlídky oblohy SDSS (Sloan Digital Sky Survey). Leží v souhvězdí Malý lev (Leo Minor, LMi). Jedná se o nejvzdálenější kupu galaxií, kterou známe (7 miliard sv.l., rudý posuv z = 0,68). Nachází se tedy v čase, kdy vesmír měl jen polovinu svého současného věku.

Silná gravitace kupy galaxií zdeformuje okolní vesmír a světlo, procházející přes tento zdeformovaný prostor, se ohýbá a mění svůj směr. Pak se vzdálené zdroje světla zněkolikanásobí a my pozorujeme obrazy objektů, které vznikly jako důsledek rozdílných drah přes zakřivený prostor.

Gravitační čočka vždy vytváří lichý počet obrazů, ale jeden je obvykle velmi slabý a ukrytý ve světle objektu, který funguje jako gravitační čočka. Předchozí pozorování SDSS J1004+4112 odhalila 4 obrazy, ale teprve velmi ostré snímky z HST, umožňující velké zvětšení, zviditelnily i pátý obraz kvasaru.

Zvětšit obrázek

Zakřivení prostoru a vznik gravitační čočky. Credit:Addison Wesley/Berkeley

Hostitelská galaxie kolem kvasaru je vzdálena 10 miliard sv. l. (rudý posuv z = 1,74). Na snímku vidíme slabé červené obloukovité galaxie.

Zvětšit obrázek

Zakřivení prostoru, vznik gravitační čočky a několikanásobných obrazů. Credit: CWRU

Ve skutečnosti se jedná o obrazy té samé galaxie zobrazené gravitační čočkou. Jedná se o nejvíce zvětšený obraz hostitelské galaxie kvasaru, jaký astronomové pozorovali.

Dosud nejvzdálenější identifikované galaxie jsou ve vzdálenosti 12 miliard sv.l. (rudý posuv z = 3,33) a odpovídají stáří pouhých 1,8 miliard let po Velkém třesku (Big Bang).
 

Porovnáním tohoto obrazu se snímkem kupy galaxií, pořízeným Hubblem před rokem, byla vědci objevena ojedinělá událost - výbuch supernovy v jedné z kup galaxií. Tato supernova explodovala před 7 miliardami let. Tato data společně s údaji o pozorování dalších supernov, poslouží k vysvětlení, jak je při těchto explozích vesmír obohacován těžkými prvkami.

Zdroj:
http://www.sciencedaily.com/releases/2006/05/060523072058.htm
http://www.spacetelescope.org/news/html/heic0606.html