画像クレジット：ハッブル
銀河が重力レンズとして機能し、背後に隠された明るいクエーサーのようなより遠い物体の空に複数の画像を生成する多くの例が知られています。しかし、20年以上も謎が続いています。アインシュタインの一般相対性理論では、奇数の画像が存在するはずであると予測していますが、ほとんどすべての観察されたレンズには2つまたは4つの既知の画像しかありません。現在、ハーバードスミスソニアン天体物理学センター（CfA）の天文学者ジョシュアウィンと2人の元CfAの同僚であるデイビッドルーシン（現在はペンシルベニア大学）とクリストファーコチャネク（オハイオ州立大学）は、3番目の中心的な画像を特定しました。レンズ付きクエーサー。へびつかい座のPMN J1632-0033として知られているシステムの電波観測により、かすかな中心の画像が明らかになりました。この画像を使用して、レンズ効果のある銀河と、その中心にあると予想される超大質量ブラックホールの特性を調査できます。
「この中央の画像を見つけること自体は興味深いですが、レンズ銀河について私たちに何を伝えられるかについてはさらに重要です。これは、遠く離れた銀河を研究するための新しいツールを私たちに提供します。ハッブル宇宙望遠鏡にとってさえ、それらはほんのかすかな汚れです」とウィンは言った。
クエーサーは非常に遠くの明るい物体であり、超大質量ブラックホールによって駆動されていると考えられています。ブラックホールに落ちる物質の重力エネルギーを光や電波など他の種類の放射線に変換することで明るく輝きます。
重力レンズでは、銀河の近くを通過するクエーサーからの光線は、ガラスレンズを通過するときに曲げられるのと同じように、銀河の重力場によって曲げられます。銀河の中心が密で、重力が強いほど、中心の画像は暗くなります。しかし、光がレンズ銀河の中央に最も近く通過したこの中央の画像は、その銀河のコアについて多くのことを教えてくれます。その機会はそのような中心的なイメージを見つけることを特に望ましいものにします。
システムPMN J1632-0033では、赤方偏移z = 3.42（約115億光年の距離）にある電波音のクエーサーが、赤方偏移z〜1（約80億光年離れたところ）にある楕円銀河によってレンズ化されています。 。クエーサーの2つの画像が存在することがわかっており、3番目の非常に微弱な電波源が中央の画像であると疑われました。ただし、その3番目の光源はレンズ銀河の真上にあったため、レンズ銀河自体に固有のものであった可能性があります。
全米科学財団の非常に大きな配列と非常に長いベースライン配列を使用して3つすべての画像の無線「色」またはスペクトルを観察することにより、ウィンと彼の同僚は、3番目の情報源が実際にクエーサーの中央画像であるという説得力のある証拠を提供しました。そのスペクトルは、電波エネルギーの一部がレンズ銀河によって吸収された低周波数を除いて、他の2つの画像と本質的に同じです。
クエーサーの3つの画像の形状と特性は、すでにレンズ銀河の中心部について語っています。たとえば、中央のブラックホールの重量は2億個未満の太陽の質量です。また、中央の画像の位置におけるその表面密度（空の平面に対して投影された物質の量）は、1平方パーセクあたり20,000太陽質量を超えています。 （比較のために、私たちの太陽の近くの天の川の表面密度は、平方パーセクあたり約50太陽質量です。）レンズ銀河の両方の数値は、地球に数百倍近い銀河の詳細な観測に基づく予想と一致します。
「銀河中心に関するほとんどすべての知識は、非常に近くの銀河を研究することから生まれます。中心の画像の注目すべき点は、何百倍も離れた銀河のコア、および近隣の銀河より数十億年前の銀河に関する同様の情報を取得できることです。
この研究は、http：//arxiv.org/abs/astro-ph/0312136でオンラインで利用でき、ジャーナルNatureの2004年2月12日号に掲載されます。
マサチューセッツ州ケンブリッジに本社を置くハーバードスミソニアン天体物理学センターは、スミソニアン天体物理天文台とハーバードカレッジ天文台の共同研究施設です。 CfAの科学者は、6つの研究部門に編成され、宇宙の起源、進化、究極の運命を研究しています。
元のソース：ハーバードCfAニュースリリース
