Гравитационный объектив помогает изучить ядро далекой галактики (фото)

Астрономам впервые удалось зафиксировать редкое космическое явление. Орбитальный гамма-телескоп Ферми (NASA) уловил вариации гамма-излучения, вызванные гравитационным линзированием.

В очень редких случаях, когда, на пути света от далекой галактики оказывается какой-то массивный объект, гравитация этого объекта заставляет свет отклониться от прямой. Такое отклонение называют гравитационным линзированием, а сам объект – гравитационной линзой. Международной группе исследователей повезло: большая спиральная галактика сработала, как гравитационная линза и помогла в изучении более далекой активной галактики, причем это впервые удалось сделать не для видимого света, а для радио и гамма-лучей.

Ведущий автор исследования Тедди Ченг из Морской исследовательской лаборатории в Вашингтоне впервые задумался о возможности использования гравитационного линзирования для самой жесткой части электромагнитного излучения сразу после запуска гамма-телескопа Ферми, но наблюдения удалось начать только в конце 2012. Галактика B0218 +357 тоже была в списке исследуемых объектов.

В центре активной галактики B0218 +357, как и во многих других, находится сверхмассивная черная. При спиральном падении вещества на черную дыру, некоторые частицы выбрасываются наружу со скоростями, сравнимыми со скоростью света. Падение вещества происходит в диске, при черной дыре, а выбросы (астрономы называют их джетами) направлены вдоль оси вращения черной дыры и перпендикулярно плоскости диска. Иногда галактика расположена так, что один из джетов направлен прямо на Землю. Такие галактики образуют группу самых активных, и их называются блазарами.

Между Землей и галактикой B0218 +357 очень удачно расположена еще одна спиральная галактика, которая работает как объектив гравитационного однолинзового телескопа. Галактика-линза настолько массивна, что разница в отклонениях лучей вполне доступна для измерения.

Наблюдения B0218 +357, полученные с помощью телескопа Ферми, выявили двойное изображение, компоненты которого отстоят всего лишь на 0.3 угловой секунды. Это расстояние на сегодняшний день самое маленькое среди всех гравитационно линзированных изображений. Регистрирующая аппаратура Ферми не может рассмотреть напрямую отдельные изображения блазара, как это делают оптические и радиотелескопы. В наблюдениях Ферми использовано запаздывание сигнала, связанное с разной из-за гравитации длиной пути, эффект сродни знакомому нам эху. Чем больше разница в дине пути, тем больше будет запаздывание.

В сентябре 2012 года вспышка блазара B0218 +357 сделала его самым ярким источником гамма-излучения на небе за пределами Млечного Пути. Ченг и его команда развернули телескоп Ферми к этому источнику, надеясь увидеть гравитационное эхо вспышки. И действительно, команде удалось поймать это

событие, запоздавшее на 11.46 секунды. Всего у блазара удалось проследить три вспышки, у каждой из которых было повторение через те же 11.46 секунды, о чем Ченг доложил на заседании Американского астрономического общества.

Одновременно с работой Ферми блазар B0218 +357 изучали в видимом и радиодиапазонах. Повышение яркости в гамма-лучах Ферми видел примерно через сутки после вспышки в радиодиапазоне. Астрономы полагают, излучение возникает в разных частях блазара, и, следовательно, проходят через галактику-линзу немного разными путями. Кроме того, общий характер переменности изменяется при переходе к другому спектральному диапазону. Исследователи считают, что область, в которой образуется гамма-излучение, очень мала в сравнении со всей галактикой-блазаром, где возникаем менее энергичное излучение. В результате, гамма-лучи проходят очень близко к центру линзирующей галактики, и их путь оказываеся искривленным сильнее.

Результаты исследований приняты к публикации в одном из ведущих астрономических журналов Astrophysical Journal Letters.

Это интересно: Битва галактик в созвездии Змеи

Кликай на картинку и посмотри фесь фоторепортаж

Подготовила и перевела Елена Алексеева.

По материалам: space

Google+