ใกล้สมบูรณ์แบบ "เลนส์ Einstein Ring" เลนส์ความโน้มถ่วง เครดิตรูปภาพ: ESO / VLT คลิกเพื่อดูภาพขยาย
นี่คือปีของไอน์สไตน์ หนึ่งร้อยปีที่ผ่านมามีพนักงานสิทธิบัตรชาวสวิสที่รู้จักกันน้อยในช่วงปีแรก ๆ ของอาชีพทางวิทยาศาสตร์ได้เผชิญหน้ากับความขัดแย้งที่เกี่ยวข้องกับเวลาและสถานที่พลังงานและสสาร พรสวรรค์ด้วยสัญชาตญาณลึกซึ้งและจินตนาการอันทรงพลังอัลเบิร์ตเอไอน์สไตน์ลุกขึ้นจากความสับสนเพื่อนำเสนอวิธีการใหม่ในการดูปรากฏการณ์ธรรมชาติ ไอน์สไตน์แสดงให้เราเห็นว่าเวลาทั้งหมดมีน้อยมากเกี่ยวกับนาฬิกาพลังงานน้อยลงเกี่ยวกับปริมาณและอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับคุณภาพพื้นที่ไม่ได้เป็นเพียงกล่องสี่เหลี่ยมขนาดใหญ่สำหรับใส่สิ่งของ” สสารและพลังงานเป็นสองด้านของ เหรียญจักรวาลเดียวกันและแรงโน้มถ่วงมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อทุกสิ่ง - แสงเรื่องเวลาและพื้นที่
วันนี้เราใช้หลักการเหล่านี้ทั้งหมดหรือไม่ ประกาศเมื่อหนึ่งศตวรรษก่อน - เพื่อสำรวจสิ่งที่อยู่ไกลที่สุดในจักรวาล เนื่องจากการสอบสวนของ Einstein เกี่ยวกับผลกระทบของโฟโตอิเล็กทริกเราจึงเข้าใจว่าทำไมแสงไม่ต่อเนื่อง แต่เต็มไปด้วยความอยากรู้อยากเห็นที่มีเส้นมืดและสว่างบอกเราเมื่อแสงนั้นถูกปล่อยออกมา และชนิดของสิ่งที่สัมผัสมันในการเดินทาง เนื่องจากความเข้าใจของไอน์สไตน์ในการแปลงมวลและพลังงานตอนนี้เราเข้าใจว่าดวงอาทิตย์ที่อยู่ห่างไกลเปล่งแสงจากจักรวาลและสนามแม่เหล็กอันทรงพลังจะพาอนุภาคไปจนถึงความเร็วที่น่าทึ่งในเวลาต่อมาเพื่อทำลายชั้นบรรยากาศของโลกได้อย่างไร และเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเป็นที่เข้าใจกันว่ามีอิทธิพลต่อทุกสิ่งเราจึงได้เรียนรู้ว่าวัตถุที่อยู่ห่างไกลสามารถจับภาพและโฟกัสแสงจากวัตถุที่อยู่ห่างไกล
แม้ว่าเราจะยังไม่ได้พบกับตัวอย่างที่สมบูรณ์แบบของเลนส์ความโน้มถ่วงในจักรวาล แต่วันนี้เราเข้าใกล้อุดมคตินั้นมาก ในรายงานเรื่อง“ การค้นพบแหวนไอน์สไตน์กะแดง” เผยแพร่เมื่อวันที่ 27 เมษายน 2548 Remi Cabanac ของกล้องโทรทรรศน์แคนาดา - ฝรั่งเศส - ฮาวายในฮาวายและผู้ร่วมงาน“ รายงานการค้นพบแหวนไอน์สไตน์บางส่วน… และกาแล็กซีรูปไข่ที่แยกได้) ก่อนหน้าการค้นพบนี้แหวน Einstein ที่สมบูรณ์แบบที่สุดที่ค้นพบได้รับการบันทึกไว้ในปี 1996 โดย S.J. วอร์เรนของวิทยาลัยอิมพีเรียลในลอนดอน วงแหวนนั้น - ซึ่งเป็นหนึ่งในไม่กี่คนที่มองเห็นได้ในแสงออปติคอล - มีค่าน้อยกว่าครึ่งวงกลมเล็กน้อยในรอบ (170 องศา)
Remi Cabanac อธิบายว่าเขา“ ค้นพบระบบในขณะที่สังเกตการณ์กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากทางตอนใต้ของยุโรปในชิลีด้วยภาพสเปคตรัมเรียกว่า FORS1” Remi กล่าวว่าเขากำลังเติมเต็มความรับผิดชอบของเขาในฐานะนักดาราศาสตร์ผู้ให้บริการ“ เฝ้าดู Helmut Jerjen (ผู้เขียนร่วมของกระดาษ) ถ่ายภาพลึกของกาแลคซีแคระใกล้เคียงในเขตรอบนอกของกาแลคซีใกล้เคียงที่รู้จักกันดีใน Fornax” Remi กล่าวต่อไปว่า“ ตาของเขาถูกดึงดูดโดยส่วนโค้งที่สว่างผิดปกติมากทางตะวันตกเฉียงเหนือของสนามฉันรู้ว่ามันเป็นสิ่งที่น่าอัศจรรย์เพราะส่วนโค้งของเลนส์มักสลัวมากและฉันก็สังเกตในแถบสีแดงในขณะที่ส่วนโค้งมักเป็นสีน้ำเงิน .”
เพื่อยืนยันข้อสงสัยของเขาเกี่ยวกับการค้นพบใหม่ Remi“ ไปที่ฐานข้อมูลทางดาราศาสตร์ แต่ไม่มีสิ่งใดอยู่ภายใต้พิกัด” ต่อมา Remi ปรึกษากับ“ Chris Lidman (ผู้ร่วมเขียนและผู้เชี่ยวชาญด้านเลนส์คนอื่น) และแสดงภาพให้เขาเห็น เขาไม่อยากจะเชื่อว่ามันเป็นเลนส์ในตอนแรกเพราะมันสว่างและเด่นมากคริสคิดว่ามันอาจเป็นสิ่งประดิษฐ์ในภาพ” ด้วยการสนับสนุนของ Chris Remi“ ใช้สำหรับการติดตามด้วยสเปกโทรสโกปีและตระหนักว่ามันเป็นทั้งเลนส์แรงโน้มถ่วงที่แท้จริงและการค้นพบที่สำคัญมากเพราะแหล่งพื้นหลังนั้นมีการขยายอย่างมากและอยู่ไกลมาก”
ตามที่ระบุไว้ในวงแหวนดังกล่าววงกลม "C-Shaped" ที่ 270 องศาในรัศมีวงรอบใกล้เสร็จโดยมีรัศมีมากกว่า 1 3/4 arc วินาทีเล็กน้อย - ขนาดของภาพ "เสมือน" ของดาวโดยประมาณ พลังงานสูงผ่านกล้องโทรทรรศน์มือสมัครเล่นขนาดเล็ก กาแลคซีเลนส์เป็นรูปวงรียักษ์คล้ายกับ M87 ในกระจุกดาวราศีกันย์ เลนส์อยู่ห่างออกไปประมาณ 7 พันล้านปีแสงในทิศทางของกลุ่มดาว Fornax (มองเห็นได้จากซีกโลกเหนือที่อบอุ่นพอสมควรและท้องฟ้าซีกโลกใต้) กาแลคซีแหล่งกำเนิดมีการเปลี่ยนแปลงสีแดง 3.77 - แนะนำระยะทางจากภาวะถดถอยประมาณ 11 BLYs กาแลคซีแหล่งที่มาและเลนส์ได้รับการกำหนดสำหรับ J0332-3557 3h32m59s, -35d57m51s และอยู่ใกล้กับกลุ่มกาแล็กซี่ Fornax - แต่เหนือกว่าในแง่ของพื้นที่จริง
สิ่งที่ทำให้การค้นพบนี้น่าสนใจอย่างมากในทางดาราศาสตร์คือความจริงที่ว่ากาแลคซีเลนส์มีขนาดใหญ่มากอยู่ในช่วงเวลาของการเกิดดาวฤกษ์อยู่ในระยะที่ห่างจากโลกมากและอาจแยกตัวออกจากกาแลคซีคลัสเตอร์อื่น ๆ สถานที่เชิงพื้นที่ ในขณะที่กาแลคซีแหล่งกำเนิดนั้นมีความสว่างมากกว่า (โดยมีขนาดเป็นตัวเอกแน่นอน) กว่ากาแลคซีแตกลายแมนอื่น ๆ (กาแลคซีที่แดงเปลี่ยนกะแมน Lyman ที่ 912 อังสตรอมเข้าไปในส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัม) เสร็จสิ้นวงจรการเกิดดาวอย่างรวดเร็ว (“ starburst”) ปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้รวมกันหมายถึงว่าสำหรับ J0332 สามารถให้ข้อมูลมากมายเกี่ยวกับการก่อตัวกาแลคซีก่อนยุคเงินเฟ้อปัจจุบันของจักรวาล
ทีมวิทยาศาสตร์กล่าวว่า“ หนึ่งในประเด็นสำคัญในการก่อตัวกาแลคซีภายในกรอบการสร้างโครงสร้าง LCDM (แลมบ์ดาดาร์กแบล็กดาร์กสสารมืด) คือประวัติศาสตร์การชุมนุมของกาแลคซีรัศมี” ความคิดในปัจจุบันคือกาแลคซีสะสมมวลรัศมี - นั่นเป็นทรงกลมขนาดใหญ่ของวัตถุที่มีความส่องสว่างต่ำรอบแกนกาแลคซี - ก่อนการก่อตัวดาวฤกษ์เตะจริง ๆ วิธีหนึ่งที่จะสำรวจความคิดนี้คือการพิจารณาว่าอัตราส่วนมวลต่อแสงเปลี่ยนแปลงอย่างไร . แต่การทำเช่นนั้นคุณจำเป็นต้องสุ่มตัวอย่างมวลและความส่องสว่างของกาแลคซีหลายแห่งให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในหลากหลายประเภทในช่วงเวลาและเวลาที่กว้างที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
การค้นพบ FOR J0332 - และวัตถุวงแหวน Einstein บางส่วนอีกสามชิ้น - ช่วยนักดาราศาสตร์โดยการเพิ่มตัวอย่างของกาแลคซีตามปกติซึ่งตรวจไม่พบในระยะทางไกล จากการสำรวจ“ การสำรวจเชิงลึกที่หลากหลายได้ค้นพบกาแลคซีที่แตกต่างกัน แต่เกณฑ์การคัดเลือกได้สร้างตัวอย่างลำเอียง: ตัวอย่างที่เลือกด้วย UV และวงแคบ ๆ นั้นมีความไวต่อกาแลคซีที่ก่อตัวเป็นดาว และการสำรวจใกล้อินฟราเรดเลือกกาแลคซี starburst ที่มีฝุ่นและกาแลคซีสีแดงมากตามลำดับ”
ข้อสรุปอะไรที่เราสามารถวาดได้จากการค้นพบนี้
Remi เน้นย้ำถึงความสำคัญของการค้นพบนี้โดยกล่าวว่า "แหล่งกำเนิดที่ขยายโดยเลนส์คือกาแลคซีที่มีความสว่างที่ชัดเจนที่สุดเท่าที่เคยพบมาในระยะทางดังกล่าว มันจะให้ข้อมูลที่เป็นเอกลักษณ์เกี่ยวกับสภาพร่างกายที่เกิดขึ้นในสื่อระหว่างดวงดาวเมื่อเอกภพมีอายุเพียง 12% ของยุคปัจจุบัน รูปร่างของแหล่งกำเนิดก็มีความสำคัญมากเช่นกันเพราะมันจะให้ปริมาณมวลภายในเลนส์ที่ redshift z = 1 มีเพียงแหวนไอน์สไตน์เพียงหยิบเดียวเท่านั้นที่ถูกค้นพบเมื่อถึง Redshift ที่สูงเช่นนี้ มันจะให้การวัดที่สำคัญว่ามวลกาแลคซีรูปไข่วิวัฒนาการมาตามเวลาอย่างไร”
เขียนโดย Jeff Barbour
