ほぼ完璧な「アインシュタインリング」を発見-Space Magazine

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ほぼ完璧な「アインシュタインリング」重力レンズ。画像クレジット:ESO / VLT。拡大するにはクリックしてください。
これはアインシュタインの年です。 100年前、科学のキャリアのごく初期にあまり知られていないスイスの特許事務員が、時間と空間、エネルギーと物質に関連する一連のパラドックスに直面しました。深い直感と強力な想像力に恵まれたアルバートA.アインシュタインは、自然現象を見るまったく新しい方法を提示するために曖昧さから立ち上がった。アインシュタインは、時計とはほとんど関係がなく、エネルギーは量とは関係がなく、品質とは関係があり、空間は単なるものではなく、物を入れる大きな四角い箱ではないことを示しました。同じ宇宙のコインであり、重力がすべて、光、物質、時間、空間に大きな影響を与えました。

今日、これらすべての原則を使用していますか?一世紀前に発表された–宇宙で最も遠いものを探査するため。アインシュタインが光電効果を調べた結果、光が連続的ではなく、不思議なことに、その光がいつ放出されたのか、何が放出されたのかを示す暗くて明るい線で覆われている理由がわかりました。旅行中に触れるものの種類。質量とエネルギーの変換に関するアインシュタインの洞察により、遠くの太陽が宇宙を照らす方法と、強力な磁場が粒子を驚異的な速度にして、地球の大気に衝突する方法を理解しました。そして重力がすべてに影響を与えることが理解されたので、遠くのオブジェクトがいかに遠くのオブジェクトからの光をどのように捉えて集束できるかを学びました。

宇宙での重力レンズ効果の完全な例はまだ見つかっていませんが、今日ではその理想に非常に近くなっています。 2005年4月27日に発行された「赤方偏移の高いアインシュタインリングの発見」というタイトルの論文で、ハワイのカナダ-フランス-ハワイ望遠鏡のレミカバナックとその仲間は、「大規模な(アインシュタインリングの発見を報告...孤立しているように見える)楕円銀河。」この発見の前に、発見された最も完全なアインシュタインリングは、1996年にS.J.ロンドンのインペリアルカレッジのウォーレン。そのリング–光学ライトで目に見える数少ないものの1つ–は、円周の半円(170度)よりわずかに小さいです。

レミカバナック氏は、「チリのヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡でFORS1と呼ばれる分光イメージャーを使用してシステムを発見した」と説明しました。レミはサービス天文学者としての責任を完全に果たしていたと言います。レミは彼の「目はフィールドの北西にある非常に珍しい明るいアークに引き付けられたと言い続けました。レンズのアークは通常非常に薄暗く、アークは通常青みがかっていますが、私は赤いバンドで観察していたので、それはかなり驚くべきことだと知っていました。 。」

新しい発見に対する彼の疑いを確認するために、レミは「天文データベースに行ったが、その配下には何も存在しなかった」。後にレミは「クリス・リッドマン(別の共著者でレンズの専門家)と相談し、イメージを見せました。あまりにも明るく目立つため、最初はレンズであるとは信じられませんでした。クリスは、それが画像のアーチファクトである可能性があると考えました。」 Chrisのサポートにより、Remiは「分光学的フォローアップに申し込んだところ、バックグラウンドソースが非常に増幅され、非常に遠くにあるため、真の重力レンズであり、非常に重要な発見であることに気付きました。」

論文によると、リングはほぼ完全な円周に270度の「C字」の円を描いており、見かけ上の半径は1 3/4アーク秒よりわずかに大きい–おおよその星の「仮想」画像のサイズ小さなアマチュア望遠鏡による高出力。レンズ銀河は、乙女座コマ星座のM87に似た巨大な楕円です。レンズは、星座Fornaxの方向に離れて約70億光年あります(より暖かい温帯の北半球と南半球の空から見える)。ソース銀河は3.77の赤方偏移を示します。これは、およそ11 BLYの後退距離を示唆しています。光源銀河とレンズ銀河は、J0332-3557 3h32m59s、-35d57m51sの指定を受けており、Fornax銀河団のすぐ近くにありますが、実空間ではそれをはるかに超えています。

この特定の発見を天文学的に非常に興味深いものにしているのは、レンズ銀河が非常に巨大であり、星誕生の休止期にあり、地球から非常に遠くにあり、それ自体が他の銀河団から分離されている可能性があるという事実です空間ロケール。一方、ソース銀河は他のライマンブレイク銀河(912オングストロームのライマンブレイクをスペクトルの可視部分に赤方偏移させる銀河)よりも(1恒星の絶対等級が)かなり明るく、輝線スペクトルが乏しく、最近急速な星の誕生(「スターバースト」)のサイクルを完了しました。これらすべての要因が組み合わさることは、FOR J0332が現在の宇宙のインフレ時代の前に銀河形成に関する豊富なデータを提供できることを意味します。

科学チームによると、「構造形成の現在のLCDM(ラムダコールドダークマター)フレームワーク内の銀河形成における重要な問題の1つは、銀河のハローの大量集合の歴史です。」現在の考えでは、星の形成が実際に始まる前に、銀河はハローマス(銀河核を取り巻く低光度物質の巨大な球状の膨らみ)を蓄積します。このアイデアを調査する1つの方法は、銀河が進化するにつれて質量対光比が時間とともにどのように変化するかを決定することです。しかし、それを行うには、可能な限り広い範囲の空間と時間にわたって、さまざまなタイプのできるだけ多くの銀河の質量と光度をサンプリングする必要があります。

FOR J0332と他の3つの部分アインシュタインリングオブジェクトの発見は、通常は遠距離では検出できない銀河の例を追加することで、天文学者を支援します。この論文から、「さまざまな詳細調査により、さまざまな銀河の個体数が明らかになりましたが、選択基準は偏ったサンプルを生み出しました:UV選択および狭帯域選択されたサンプルは、活発に星を形成する銀河に敏感であり、サブミリメートルの間、静止した進化したシステムに対して偏っていますそして、近赤外線調査は、ほこりっぽいスターバースト銀河と非常に赤い銀河をそれぞれ選択します。」

この発見に基づいて、どのような結論を導き出すことができますか?

レミはこの発見の重要性を強調します。「レンズによって増幅されるソースは、そのような距離でこれまでに発見された最も明るい見かけの光度を持つ銀河です。これは、宇宙が現在の年齢の12%しかなかったときの星間媒質の一般的な物理的状態に関する固有の情報を提供します。光源の形状も非常に重要です。これは、z = 1の赤方偏移でレンズ内の質量の量を与えるためです。そのような高い赤方偏移で発見されたアインシュタインリングはほんの一握りです。楕円銀河の質量が時間とともにどのように進化したかについて、重要な測定を提供します。」

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