ღამის ცა დიდი ხანია იზიდავს და შთაბეჭდილებას ახდენს ადამიანზე მრავალი ვარსკვლავით. სამოყვარულო ტელესკოპს შეუძლია დაინახოს ღრმა კოსმოსური ობიექტების გაცილებით დიდი მრავალფეროვნება - გროვათა სიმრავლე, სფერული და მიმოფანტული, ნისლეულები და ახლომდებარე გალაქტიკები. მაგრამ არის უაღრესად სანახაობრივი და საინტერესო ფენომენები, რომელთა აღმოჩენა მხოლოდ ძლიერ ასტრონომიულ ინსტრუმენტებს შეუძლიათ. სამყაროს ასეთ საგანძურებს შორისაა გრავიტაციული ლინზირების მოვლენები და მათ შორის არის ე.წ. აინშტაინის ჯვრები. რა არის ეს, ამ სტატიაში გავიგებთ.
კოსმოსური ლინზები
გრავიტაციული ლინზა იქმნება მნიშვნელოვანი მასის მქონე ობიექტის მძლავრი გრავიტაციული ველის მიერ (მაგალითად, დიდი გალაქტიკა), შემთხვევით მოხვედრილი დამკვირვებელსა და შორეულ სინათლის წყაროს შორის - კვაზარი, სხვა გალაქტიკა ან კაშკაშა. სუპერნოვა.
აინშტაინის გრავიტაციის თეორია გრავიტაციულ ველებს განიხილავს, როგორც სივრცე-დროის კონტიუნუმის დეფორმაციას. შესაბამისად, ასევე არის ხაზები, რომლებზეც სინათლის სხივები უმოკლეს დროში ვრცელდება (გეოდეზიური ხაზები).მოხრილები არიან. შედეგად, დამკვირვებელი ხედავს სინათლის წყაროს გამოსახულებას გარკვეულწილად დამახინჯებულად.
რა არის "აინშტაინის ჯვარი"?
დამახინჯების ბუნება დამოკიდებულია გრავიტაციული ლინზის კონფიგურაციაზე და მის პოზიციაზე წყაროსა და დამკვირვებლის დამაკავშირებელ მხედველობის ხაზთან. თუ ობიექტივი მკაცრად სიმეტრიულია ფოკალურ ხაზზე, დეფორმირებული გამოსახულება აღმოჩნდება რგოლისებრი, თუ სიმეტრიის ცენტრი გადატანილია ხაზთან შედარებით, მაშინ ასეთი აინშტაინის რგოლი შეიძლება დაიყოს რკალებად.
საკმარისად ძლიერი გადანაცვლებით, როდესაც სინათლის მიერ დაფარული დისტანციები მნიშვნელოვნად განსხვავდება, ლინზირება ქმნის მრავალ წერტილოვან სურათს. აინშტაინის ჯვარს, ფარდობითობის ზოგადი თეორიის ავტორის პატივსაცემად, რომლის ფარგლებშიც იწინასწარმეტყველეს მსგავსი ფენომენი, ეწოდება ლინზირებული წყაროს ოთხმაგი სურათი.
კვაზარი ოთხ სახეში
ერთ-ერთი ყველაზე "ფოტოგენური" ოთხმაგი ობიექტია პეგასუსის თანავარსკვლავედის კვაზარი QSO 2237+0305. ის ძალიან შორს არის: ამ კვაზარის მიერ გამოსხივებული შუქი 8 მილიარდ წელზე მეტი ხნის განმავლობაში იმოგზაურა, სანამ იგი მოხვდებოდა მიწისზედა და კოსმოსური ტელესკოპების კამერის ლინზებზე. აინშტაინის ჯვართან დაკავშირებით უნდა გავითვალისწინოთ, რომ ეს არის საკუთარი სახელი, თუმცა არაოფიციალური, და დაწერილია დიდი ასოებით.
ფოტოს ზედა ნაწილში არის აინშტაინის ჯვარი. ცენტრალური ლაქა არის ლინზირებადი გალაქტიკის ბირთვი. სურათი კოსმოსშია გადაღებულიჰაბლის ტელესკოპი.
გალაქტიკა ZW 2237+030, რომელიც მოქმედებს როგორც ლინზა, 20-ჯერ უფრო ახლოსაა ვიდრე თავად კვაზარი. საინტერესოა, რომ ცალკეული ვარსკვლავების მიერ წარმოქმნილი დამატებითი ლინზირების ეფექტის გამო და, შესაძლოა, ვარსკვლავური გროვები ან მის შემადგენლობაში შემავალი გაზისა და მტვრის მასიური ღრუბლები, ოთხი კომპონენტიდან თითოეულის სიკაშკაშე განიცდის თანდათანობით ცვლილებებს და არათანაბარ ცვლილებებს.
ფორმების მრავალფეროვნება
შესაძლოა არანაკლებ ლამაზია ჯვარედინიანი კვაზარი HE 0435-1223, თითქმის იგივე მანძილი, როგორც QSO 2237+0305. გრავიტაციული ლინზა, სრულიად შემთხვევითი გარემოებების გამო, აქ ისეთ პოზიციას იკავებს, რომ კვაზარის ოთხივე გამოსახულება განლაგებულია თითქმის თანაბრად და ქმნის თითქმის რეგულარულ ჯვარს. ეს არაჩვეულებრივი თვალწარმტაცი ობიექტი ერიდანის თანავარსკვლავედში მდებარეობს.
და ბოლოს განსაკუთრებული შემთხვევა. ასტრონომებს გაუმართლათ ფოტოზე გადაეღოთ, თუ როგორ ძლიერმა ლინზმა - გალაქტიკამ უზარმაზარ გროვაში წინა პლანზე - ვიზუალურად გააფართოვა არა კვაზარი, არამედ სუპერნოვას აფეთქება. ამ მოვლენის უნიკალურობა ის არის, რომ სუპერნოვა, კვაზარისგან განსხვავებით, მოკლევადიანი ფენომენია. აფეთქება, რომელსაც რეფსდალის სუპერნოვა ეწოდა, 9 მილიარდი წლის წინ შორეულ გალაქტიკაში მოხდა.
რამდენიმე ხნის შემდეგ, აინშტაინის ჯვარს, რომელმაც გააძლიერა და გაამრავლა უძველესი ვარსკვლავური აფეთქება, ცოტა მოშორებით, დაემატა კიდევ ერთი მეხუთე სურათი, დაგვიანებული ლინზის სტრუქტურის თავისებურებების გამო და, სხვათა შორის, იწინასწარმეტყველა.წინასწარ.
ქვემოთ სურათზე შეგიძლიათ იხილოთ სუპერნოვას რეფსდალის "პორტრეტი", გამრავლებული გრავიტაციით.
ფენომენის მეცნიერული მნიშვნელობა
რა თქმა უნდა, ისეთი ფენომენი, როგორიცაა აინშტაინის ჯვარი, არა მხოლოდ ესთეტიკურ როლს თამაშობს. ამ ტიპის ობიექტების არსებობა ფარდობითობის ზოგადი თეორიის აუცილებელი შედეგია და მათი პირდაპირი დაკვირვება მისი მართებულობის ერთ-ერთი ყველაზე აშკარა დადასტურებაა.
გრავიტაციული ლინზირების სხვა ეფექტებთან ერთად, ისინი იპყრობენ მეცნიერთა ყურადღებას. აინშტაინის ჯვრები და რგოლები შესაძლებელს ხდის შევისწავლოთ არა მხოლოდ ისეთი შორეული სინათლის წყაროები, რომლებიც არ შეინიშნებოდა ლინზების არარსებობის შემთხვევაში, არამედ თავად ლინზების სტრუქტურაც - მაგალითად, ბნელი მატერიის განაწილება გალაქტიკათა მტევნებში.
კვაზარების არათანაბრად დაწყობილი ლინზებით გამოსახულებების შესწავლა (მათ შორის ჯვარცმული) ასევე შეიძლება დაეხმაროს სხვა მნიშვნელოვანი კოსმოლოგიური პარამეტრების დახვეწას, როგორიცაა ჰაბლის მუდმივი. ეს არარეგულარული ფორმის აინშტაინის რგოლები და ჯვრები წარმოიქმნება სხივებით, რომლებმაც სხვადასხვა დროს გაიარეს სხვადასხვა მანძილი. აქედან გამომდინარე, მათი გეომეტრიის შედარება სიკაშკაშის რყევებთან შესაძლებელს ხდის დიდი სიზუსტის მიღწევას ჰაბლის მუდმივის და, შესაბამისად, სამყაროს დინამიკის განსაზღვრაში.
ერთი სიტყვით, გრავიტაციული ლინზების მიერ შექმნილი საოცარი ფენომენები არა მხოლოდ სასიამოვნოა თვალისთვის, არამედ სერიოზულ როლს თამაშობს თანამედროვე კოსმოსურ მეცნიერებებში.
