Рекордний радіопортрет гравітаційної лінзи: виявлення об'єкта мінімальної маси

Відредаговано: Uliana S.

Міжнародна команда астрономів досягла значного прориву, отримавши найбільш чітке радіозображення гравітаційної лінзи, яке коли-небудь було зафіксовано. Це стало можливим завдяки використанню радіоінтерферометрії з наддовгими базами (VLBI). Цей інноваційний метод, що об'єднує радіотелескопи, розташовані на континентальних відстанях, дозволив не лише детально відобразити викривлення світла, але й, застосовуючи ефект гравітаційного лінзування, ідентифікувати об'єкт мінімальної маси, що знаходиться на космологічних відстанях. Результати цієї новаторської роботи були опубліковані у високоповажних наукових виданнях, зокрема у «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society» та «Nature Astronomy».

Дослідження було зосереджене на унікальній системі JVAS B1938+666. У цій конфігурації масивна еліптична галактика, розташована приблизно за 6,5 мільярда світлових років від нас, виконує роль космічної лінзи. Вона викривляє випромінювання від набагато віддаленішого радіоджерела, яке знаходиться на відстані понад 11 мільярдів світлових років від Землі. Щоб досягти безпрецедентної деталізації, вчені задіяли техніку VLBI, віртуально об'єднавши 22 радіотелескопи по всьому світу. До цієї глобальної мережі увійшли Європейська мережа VLBI та масив VLBA. Ключовою ланкою в цій складній системі стала 32-метрова антена «Гавріїл Грюфф» у Медичині, якою керує Національний інститут астрофізики (INAF). Обробка даних, координована в JIVE, створила ефект єдиної віртуальної антени, чия протяжність відповідала відстані між найвіддаленішими елементами мережі, забезпечивши роздільну здатність в одну тисячну кутової секунди.

Чотирнадцятигодинні спостереження, проведені на частоті 1,7 ГГц, дозволили виявити «надзвичайно тонку та майже повну гравітаційну дугу — найчіткішу, яку коли-небудь спостерігали за допомогою цієї методики». Ретельне моделювання розподілу маси галактики-лінзи дало змогу астрономам відновити справжню форму фонового радіоджерела. Отримані дані свідчать, що віддалений об'єкт, розташований за 11 мільярдів світлових років, має компактну та симетричну структуру. Це відповідає ранній фазі активності надмасивної чорної діри. Хоча структура простягається приблизно на 2000 світлових років, вона примітна відсутністю чіткого центрального ядра, проте має дві яскраві радіовипромінюючі ділянки по краях. Дослідники, серед яких Крістіана Спінгола з INAF, зазначили, що ця публікація є початком серії статей, присвячених складним VLBI-спостереженням. Координатор спостережень Джон МакКін з Гронінгенського університету підкреслив, що аномалія у гравітаційній дузі була помічена миттєво, що стало чітким свідченням правильності обраного напрямку.

Використовуючи той самий масив даних VLBI, друге дослідження привело до виявлення найменшого об'єкта, знайденого у далекому Всесвіті виключно завдяки його гравітаційному впливу. Застосовуючи нові, вдосконалені алгоритми аналізу, наукова група ідентифікувала додаткову концентрацію маси. Ймовірно, вона знаходиться на тій же відстані, що й галактика-лінза (6,5 мільярда світлових років). Маса цього нововиявленого об'єкта становить близько мільйона сонячних мас, що є мізерною величиною порівняно з типовою масою галактики, яка вимірюється трильйонами сонячних мас. Спінгола заявила, що це перший випадок, коли об'єкт такої малої маси був зафіксований на космологічній відстані лише на основі його гравітаційного впливу. Цей об'єкт може бути гало темної матерії, щільним зоряним скупченням або невеликою, згаслою карликовою галактикою. Сімона Вегетті з Інституту астрофізики Макса Планка наголосила, що доведення існування згустків темної матерії вимагає колосальних обчислювальних потужностей. Якщо подальший аналіз підтвердить наявність темних тіл такого масштабу, це може стати вирішальним тестом для розуміння природи темної матерії та суттєво вплинути на усталені космологічні теорії.

Джерела

  • Adnkronos

  • SHARP–IX. I densi e a bassa massa perturbatori in B1938+666 e J0946+1006: implicazioni per la materia oscura fredda e auto-interagente

  • Indagare una galassia radio massiccia con lenti gravitazionali

  • JVAS lente gravitazionale B1938+666

  • galassie: individuali: JVAS B1938+666 | MIT Kavli Institute

Знайшли помилку чи неточність?

Ми розглянемо ваші коментарі якомога швидше.

Рекордний радіопортрет гравітаційної лінзи... | Gaya One