Krzyż Einsteina, kość w soczewkowaniu grawitacyjnym

Idź precz, Szatanie! Einstein, twoje dzieci oszalały, wszędzie widzą miraże!

Krzyż Einsteina był pierwszym przykładem soczewki grawitacyjnej, jaki nam pokazano. Byliśmy pod wrażeniem jego wspaniałości oraz pół matematycznej formy tego zjawiska. Potem ujrzeliśmy wiele innych. Abell 2218 jest z pewnością jednym z najniezwyklejszych spektakli, jakie Wszechświat nam ukazał. Ale spójrzmy razem na ten słynny krzyż.

Źródło: HST.

Oto ten obiekt, jakim mi go po raz pierwszy pokazano. Nie mieliśmy wątpliwości co do jego natury. Nawet mimo…

Źródło: ESO.

…pewnego sceptycyzmu, wyrażonego przez Jean-Claude Pecker we francuskim magazynie Science & Vie (numer specjalny 189).
To prawda, że należałoby się spodziewać tego, co na niedawnym zdjęciu z ESO, mianowicie zaokrągleń.

IQ 2237+0305

W nocy 10.04.1999, 3,5 metrowy teleskop WIYN (NOAO) wykonał powyższe zdjęcie. Przedstawia ono soczewkę grawitacyjną wyśrodkowaną na galaktyce spiralnej. To szczególnie p przyciąga naszą uwagę.

Nasuwa się pytanie: jak słabe światło odległej soczewki grawitacyjnej przechodzi przez centralny obszar galaktyki? Aby rozwikłać problem, poddaliśmy zdjęcie „torturom”.
Oto wynik, z lewej.

Co mówi teoria?

Graf. 1. Soczewka grawitacyjna. Autor: Norbert Rumiano

Graf. 2. Autor: Bernard Lempel

  • Jądro galaktyki, na pierwszym planie, jest źródłem grawitacji, umożliwiającym dalekie mu obiektowi (kwazar) pojawić się jako obraz soczewkowany grawitacyjnie. Wymagane jest, aby galaktyka była dość przejrzysta, aby obraz mógł się pojawić blisko jej jądra (graf. 1.).
  • Istnieje masywny obiekt, zasłaniany przez galaktykę, czyli źródło grawitacji, pozwalające zaistnieć soczewce (graf. 2.) Zastrzeżenia są te same, co jak w pierwszym przypadku.
  • Efekt soczewki powodowany jest nie tylko jądrem galaktyki, lecz również całą jej masą. Ale wówczas obiekcje są jeszcze większe. Im większa jest całkowita masa galaktyki, tym mniej jest ona przejrzysta. Aby to rozwiązać, niezbędne jest wprowadzenie przezroczystej, a zatem niewidocznej, ciemnej masy.

    Więcej o soczewkowaniu grawitacyjnym

  • Inne przykłady soczewek grawitacyjnych
    1. Soczewka PG1115+080 (Subaru)
    2. Kwazar PG1115+080 (HST)
    3. Soczewki grawitacyjne PRC95-43 (HST)
    4. Gromada galaktyk Abell 2218 (HST)
    5. Inne obrazy soczewek z VLT

Czego teoria nie mówi?

  • Oczywiście, światło odległych obiektów może się przebić przez dysk galaktyki. Mamy trochę przykładów w Drodze Mlecznej. Ale jak dotąd wiemy, nigdy przez jej jądro.
  • Obiekt ten tylko przypomina soczewkę grawitacyjną. Jest czymś innym. Ale czym?
  • Hipoteza 1: jest to jądro widocznej galaktyki, tyle, że wielokrotne.
  • Alternatywa: jest to zwielokrotniony obraz tego samego jądra galaktyki.
  • Hipoteza 2: obserwowany efekt jest spowodowany refrakcja na jednej lub wielu bankach gazu z gradientem gęstości, powiązanym z masą jądra galaktyki, a tym samym z gradientem refrakcji (efekt optyczny Kerra). Bańki te mogą się rozszerzać.

Co należy wyjaśnić

  1. Czy gęstość jednego lub więcej bąbli plazmy, blisko jądra galaktyki, może wystarczyć do zaistnienia rozważanego efektu ugięcia?
  2. Odpowiednie przesunięcie ku czerwieni różnych części jądra (z = 1.695) oraz galaktyki (z = 0.0394) wymagałoby poszukania efektu K, jak wskazał Halton Arp. Rozszerzanie się tych bąbli mogłoby również wyjaśnić te przesunięcia widmowe, szczególnie w obecności pola magnetycznego oraz szybkiego stygnięcia. Możliwe są również zjawiska optyczne, w rodzaju lasera lub masera.

Wnioski

Gęstość i gradient gęstości gazu w jądrach galaktyk mógłby być dostatecznie duży, aby wywołać mierzalny efekt refrakcji.

GAIA i Krzyż Einsteina

Krzyż Einsteina, HST + GAIA

W kwietniu 2016 roku, w 93 numerze Astronomie (SAF), opublikowano artykuł pod tytułem GAIA dwa lata w punkcie L2 (Catherine Turon & Frédéric Arenou), w którym to zaprezentowano Krzyż Einsteina na zdjęciu HST z nałożonymi pomiarami wykonanymi przez GAIA. Według autorów, obserwacje poczynione przez GAIA pasowały jak ulał do zdjęcia z HST.

Odkryliśmy, że zdjęcie to znajduje się na następujących stronach:
Gaia et la croix d’Einstein. (Paris-Meudon Observatory)
Gaia honours Einstein by observing his Cross. (ESA „Image of the week (09/04/2015).

Większość pomyłek w filozofii ma miejsce z powodu tendencji ludzkiego umysłu do brania dosłownie symboli.

(Albert Einstein, Kosmiczna Religia)


Autor: Bernard Lempel

Przetłumaczono z: A Gravitationnal Lens Snag, The Einstein Cross

Przetłumaczył: Łukasz Buczyński

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.