gov-civil-vilareal.ptVeľkolepý Hubbleov obraz klastra deformujúceho priestor a odstraňujúceho plynu
>Vesmír je plný veľa podivných vecí, ale jedným z najpodivnejších javov je gravitačné šošovky.
Už som o tom písal
keď sa muž po rozchode hnevá
Stručne povedané, gravitačné šošovky sú, keď gravitácia masívneho objektu - hviezdy, čiernej diery, galaxie - ohne priestor okolo neho a spôsobí, že svetlo prejde do zákruty, ako auto sledujúce krivku cesty. Einstein [písal o tom v súvislosti so svojou prácou o relativite] s tým, že hmota ohýba priestor a toto ohýbanie vnímame ako gravitáciu. Hovoríme tomu gravitačné šošovky; ohýbacím priestorom objektu je šošovka a predmet, ktorého svetlo skresľuje, je objektív s šošovkou.
[...]
V dnešnej dobe sme tento efekt videli nespočetnekrát. Je to trochu zvláštne; Týmto efektom sa dá nielen trochu posunúť poloha objektívu s objektívom na oblohe, ale môže byť aj skreslený, natiahnutý ako ufúľaný, dokonca omotaný okolo šošovky ako prsteň (v skutočnosti ich nazývame Einsteinove prstene), a vďaka objektívu sú oveľa jasnejšie, ako by boli inak.
Najbežnejším príkladom, ktorý teraz máme, je situácia, keď obrovská hmotnosť kupy galaxií - v ktorej sa môžu nachádzať stovky alebo tisíce galaxií - deformuje svetlo z galaxie za ňou.
Hubbleov vesmírny teleskop pozoruje mnoho týchto vzdialených zhlukov, takže vidíme ešte vzdialenejšie galaxie všetky zdeformované a zdeformované. Jeden taký klaster sa nazýva MACSJ0138.0-2155, a obrázky, ktoré boli urobené v rokoch 2016 a 2019, boli skombinované, aby vytvorili tento barnburner šošovkového poľa :
Kupa galaxií MACSJ0138.0-2155 má takú hmotnosť, že gravitačne skresľuje svetlo zo vzdialenejšej galaxie a deformuje ho do oblúkov pri pohľade zo Zeme. Kredit: ESA/Hubble & NASA, A. Newman, M. Akhshik, K. Whitaker; CC BY 4.0
Wow! Tento obrázok ukazuje väčšinou infračervené svetlo z galaxií v klastri (zobrazené ako zlatá žiara), plus modré svetlo z niekoľkých galaxií v klastri (viac o nich za sekundu).
hodnotenie chlapca v pruhovanom pyžame
Môžete však tiež vidieť niekoľko červenkastých oblúkov (opäť je to infračervené svetlo, je zobrazené iba ako červené, aby ste ho mohli lepšie vidieť) - jedná sa o vzdialenejšiu galaxiu v pozadí, ktorá je obklopená hmotou klastra.
Klastr je od nás asi 4 miliardy svetelných rokov a galaxia v pozadí je od nás vzdialená viac ako 10 miliárd svetelných rokov extrémne vzdialený. Vidíme to tak, ako to bolo, keď to bolo len pár miliárd rokov staré.
Ako funguje gravitačné šošovky. Kredit: ESA
výhody byť nástennou knihou
Použitie modelov hmotnosti klastra - ako sú hviezdy a galaxie distribuované v klastri - astronómovia, ktorí urobili tento obrázok, môžu určiť viac o galaxii s šošovkami vrátane vzdialenosti. Môžu povedať, že je to galaxia na disku; sploštený, ako Mliečna dráha . Má tiež vydutie, centrálna zhruba sférická oblasť hviezd . Dá sa nájsť aj vek hviezd a ich chemické množstvo (koľko rôznych prvkov v nich obsahuje kyslík, železo, uhlík a ďalšie), ktoré poskytujú veľa informácií o jeho histórii.
Bez šošoviek by to nebolo možné; galaxia je príliš malá a príliš vzdialená na to, aby aj Hubble mohol veľa vidieť. Zväčšovací efekt objektívu (ktorý ho robí väčším aj svetlejším) je to, čo to umožnilo.
Detail na obrázku galaxického klastra MACSJ0138.0-2155 z Hubblovho vesmírneho teleskopu, ktorý ukazuje viacero gravitačne šošovkových oblúkov zo vzdialenejšej galaxie a niekoľko ďalších galaxií s modrou medúzou, ktorých vnútorný plyn je pri prechode klastrom odizolovaný. Kredit: ESA/Hubble & NASA, A. Newman, M. Akhshik, K. Whitaker; CC BY 4.0
Aj tu som sa niečo naučil: videl som veľa podobných obrázkov, vrátane tých, ktoré boli nabité týmito tangenciálnymi oblúkmi - zakrivenými ako kruh so stredom v strede klastra. Nikdy som však nevidel takú, ktorá by bola radiálna, to znamená špicatá priamo od stredu. Vľavo od stredu klastra je rovná červená séria, ktorá ukazuje na pozíciu 8:30, tesne pod jednou z týchto modrých galaxií. Toto sa nazýva a radiálny oblúk (aj keď to technicky nie je oblúk-„oblúk“ je v tomto prípade generický názov pre akúkoľvek galaxiu skreslenú šošovkami) a sú zriedkavejšie ako zakrivené. Ich existencia na obrázku závisí od podrobného rozloženia hviezd a plynu v samom strede klastra.
Všimnite si tiež, že vľavo hore je tesne pred jednou z kupých galaxií ďalší podivne zdeformovaný oblúk. To je iná galaxia na pozadí od tej, ktorá tvorí hlavné oblúky; môžete v ňom vidieť viac modrej od jasných mladých hviezd v galaxii s šošovkami. Cooooool.
Ale musím povedať, že to, čo ma skutočne zaujalo, boli tri pernaté modré galaxie na tomto obrázku. Hneď som vedel, čo sú, ale nikdy som ich takto nevidel. Pravdepodobne sú to špirálové galaxie podobné Mliečnej dráhe, ale rýchlo sa pohybujúce v samotnej kupe. Medzi galaxiami sa šíri tenký plyn, nazývaný intraklastové médium , z ktorých niektoré môžu vzniknúť pri vytváraní všetkých týchto galaxií, alebo ich môžu vyfúknuť silné hviezdne vetry a supernovy v členských galaxiách.
Ako sa galaxia pohybuje cez hviezdokopu, prechádza týmto plynom a tlak z jej prechodu môže vyhodiť plyn vo vnútri pohybujúcej sa galaxie. Toto sa volá baranové odizolovanie , a je to bežné v klastroch. A podľa ľudskej skúsenosti; ak ste niekedy jazdili v aute, keď vášmu psovi (alebo niekomu inému v aute, alebo povedzme si úprimne vy) uniklo trochu plynu, čo robíte? Otvoríte okno a necháte ho fúkať vetrom z vášho pohybu.
Rovnaká vec.
oranžová je nové čierne médium zdravého rozumu
Niekedy sú nádherne označované ako galaxie „medúzy“. Je zriedkavé ich vidieť v takých detailoch a vyzerať tak chrumkavo, ako tu vidieť, s dlhými vláknami, ktoré sa tiahnu. Tieto mi pripadajú ako Nestability Rayleigha-Taylora , keď sú v styku dve tekutiny (ako plyn) a tá menej hustá tlačí na hustejšiu. Podobný úkaz s oblakmi som videl aj tu na Zemi, čo opäť ukazuje, že fyzika toho, čo sa deje hlboko vo vesmíre, sa správa podobne ako priamo na Zemi.
Huh. Na začiatku som povedal, že vesmír je plný podivných vecí. To je veľmi pravda a je to doslova všade ... vrátane práve tu . Tento obrázok sa vám môže zdať úplne cudzí a bizarný, ale rovnaké sily, ktoré vidíte pri vyrezávaní všetkého v tomto zoskupení, pôsobia na Zemi aj na vás.
My sú koniec koncov, súčasť vesmíru.
