Kopica Galaksij

Veličastna Hubblova slika grozdastega deformacijskega prostora in odstranjevanja plina

>

Vesolje je polno čudnih stvari, vendar je eden najbolj čudnih pojavov gravitacijsko leče.

O tem sem že pisal

Na kratko, gravitacijsko lečenje je, ko gravitacija masivnega predmeta - zvezde, črne luknje, galaksije - upogne prostor okoli sebe, zaradi česar svetloba prehaja mimo ovinka, kot avtomobil, ki sledi ovinku ceste. Einstein [je o tem pisal v zvezi s svojim delom o relativnosti], češ da materija upogiba prostor in to upogibanje dojemamo kot gravitacijo. Tako imenujemo to gravitacijsko lečenje; upogibni prostor predmeta je leča, predmet, katerega svetloba popači, pa objektiv.



[...]

Danes smo ta učinek videli neštetokrat. Malo je čudno; s tem učinkom ne le, da se položaj objektiva na nebu lahko nekoliko premakne, ampak se lahko tudi popači, raztegne kot nečisto, celo zavije okoli leče kot prstan (pravzaprav imenujemo te Einsteinove obroče), in zaradi objektiva močno osvetljen, kot bi bil sicer.

Najpogostejši primer, ki ga imamo zdaj, je, ko ogromna masa kopice galaksij - v kateri je lahko na stotine ali tisoče galaksij - popači svetlobo iz galaksije za njo.

Hubblov vesoljski teleskop opazuje veliko teh oddaljenih kopic, zato vidimo še bolj oddaljene galaksije, ki so vse popačene in popačene. Eden takih grozdov se imenuje MACSJ0138.0-2155 in posnetki, posneti v letih 2016 in 2019, so bili združeni, da bi ustvarili ta barnburner leče :

Grozd GlaxyPribližaj

Skupina galaksij MACSJ0138.0-2155 ima tako veliko maso, da gravitacijsko izkrivlja svetlobo iz oddaljenejše galaksije in jo upogiba v loke, gledano z Zemlje. Zasluge: ESA/Hubble & NASA, A. Newman, M. Akhshik, K. Whitaker; CC BY 4.0

Vau! Na tej sliki je večinoma infrardeča svetloba iz galaksij v grozdu (prikazana kot zlati sij) in modra svetloba tudi iz peščice galaksij v gruči (več o njih v sekundi).

Lahko pa vidite tudi več rdečkastih lokov (spet, to je infrardeča svetloba, prikazana je le rdeča, tako da jo lahko lažje vidite) - to so oddaljenejša galaksija v ozadju, ki jo leči masa mase.

Grozd je od nas oddaljen približno 4 milijarde svetlobnih let, galaksija v ozadju pa je oddaljena več kot 10 milijard svetlobnih let izjemno oddaljeni. Vidimo ga takšnega, ko je bil star le nekaj milijard let.

Kako deluje gravitacijsko leče. Zasluge: ESA

Z uporabo modelov mase grozda - kako so zvezde in galaksije razporejene v gruči - astronomi, ki so posneli to sliko, lahko določijo več o leči z lečo , vključno z razdaljo. Lahko povedo, da je to diskovna galaksija; sploščeno, kot Mlečna pot . Ima tudi izboklino, osrednje približno sferično območje zvezd . Starost zvezd in njihovo kemično številčnost (koliko različnih elementov imajo v njih, kot so kisik, železo, ogljik in drugo) je mogoče najti, kar daje veliko informacij o njeni zgodovini.

Brez objektiva bi bilo to nemogoče; galaksija je premajhna in predaleč, da bi celo Hubble videl veliko. Povečevalni učinek leče (zaradi česar je večja in svetlejša) je to omogočilo.

Hubblova galaksijaPribližaj

Podrobnost na sliki vesoljskega teleskopa Hubble galaktične kopice MACSJ0138.0-2155, ki prikazuje več gravitacijsko lociranih lokov iz oddaljenejše galaksije in več drugih galaksij modrih meduz, pri katerih se njihov notranji plin odstrani, ko se premikajo po kopici. Zasluge: ESA/Hubble & NASA, A. Newman, M. Akhshik, K. Whitaker; CC BY 4.0

Tudi tu sem se nekaj naučil: videl sem veliko podobnih podob, vključno s tistimi, ki so obremenjene s temi tangencialnimi loki - ukrivljenimi kot krog s središčem v središču gruče. Nikoli pa nisem videl takega, ki bi bil radialni, torej usmerjen neposredno stran od središča. Levo od središča kopice je ravna rdeča črta, ki kaže na položaj približno 8:30, tik pod eno od teh modrih galaksij. To se imenuje a radialni lok (čeprav tehnično ni lok-'lok' je v tem primeru generično ime za katero koli galaksijo, popačeno z lečo), in so bolj redki kot ukrivljeni. Njihov obstoj na sliki je odvisen od podrobne porazdelitve zvezd in plina v samem središču kopice.

Upoštevajte tudi, da je zgoraj levo, tik pred eno od galaksij grozdov, še en čudno popačen lok. To je druga galaksija v ozadju od tiste, ki tvori glavne loke; v njem lahko vidite več modre barve iz svetlih mladih zvezd v objektivni galaksiji. Cooooool.

Moram pa povedati, da so mi pritegnile oči tri pernate modre galaksije na tej sliki. Takoj sem vedel, kaj so, vendar jih še nikoli nisem videl takšnih. Verjetno gre za spiralne galaksije, podobne Rimski cesti, ki pa se hitro premikajo skozi sam grozd. Med galaksijami se razprostira tanek plin, imenovan medij v notranjosti , nekatere pa lahko ostanejo pri nastanku vseh teh galaksij ali pa jih razstrelijo močni zvezdni vetrovi in ​​supernove v članskih galaksijah.

Ko se galaksija premika skozi kopico, se prebija skozi ta plin, tlak iz njenega prehoda pa lahko izpihuje plin v gibljivi galaksiji. Temu se reče odstranjevanje pritiska ovna , in je pogost v grozdih. In v človeških izkušnjah; če ste se kdaj vozili v avtu, ko je vašemu psu (ali komu drugemu v avtu ali, če smo iskreni, vi) izteklo malo bencina, kaj storite? Odprete okno in pustite, da ga veter iz vašega gibanja odpihne.

Ista stvar.

Te se včasih z veseljem imenujejo galaksije 'meduze'. Redko jih je videti tako podrobno in videti tako tanko, kot je prikazano tukaj, z dolgimi nitmi, ki se raztezajo. Tole so mi videti Rayleigh-Taylorjeva nestabilnost , ko sta dve tekočini (kot plin) v stiku, manj gosta pa pritiska na gostejšo. Podoben pojav z oblaki sem videl tukaj na Zemlji, ki je spet pokazal, da se fizika tega, kar se dogaja globoko v vesolju, obnaša podobno kot na Zemlji.

Huh. Prej sem rekel, da je vesolje polno čudnih stvari. To je zelo res in je dobesedno povsod ... tudi točno tukaj . Ta podoba se vam morda zdi popolnoma tuja in bizarna, vendar iste sile, ki jih vidite, ki oblikujejo vse v tej gruči, delujejo na Zemlji in tudi na vas.

Mi so navsezadnje del vesolja.



^