קרדיט תמונה: האבל
ידועות דוגמאות רבות בהן גלקסיה פועלת כעדשת כבידה, ומייצרת תמונות מרובות על שמי חפץ מרוחק יותר כמו קוואזאר בהיר שמסתתר מאחוריה. אך קיימת תעלומה מתמשכת כבר למעלה מ 20 שנה: תיאוריית היחסות הכללית של איינשטיין צופה שצריכה להיות מספר מוזר של תמונות, ובכל זאת כמעט בכל עדשות הנצפות יש רק 2 או 4 תמונות ידועות. כעת, האסטרונום ג'ושוע ווין מהמרכז לאסטרופיזיקה של הרווארד-סמיתסוניאן (CfA) ושני עמיתים לשעבר ב- CfA, דייוויד רוסין (כיום באוניברסיטת פנסילבניה) וכריסטופר קוצ'אנק (אוניברסיטת אוהיו), זיהו דימוי שלישי ומרכזי של קוואזאר בעל עדשה. תצפיות רדיו של המערכת המכונה PMN J1632-0033 בקונסטלציה אופיוכוס חשפו תמונה מרכזית קלושה, שניתן להשתמש בה כדי לחקור את תכונותיה של גלקסיית העדשות ואת החור השחור העל-מסיבי שצפוי לשכב במרכזו.
"מציאת הדימוי המרכזי הזה מעניינת בפני עצמה, אך חשובה עוד יותר למה שהיא יכולה לספר לנו על גלקסיית העדשות. זה מציע לנו כלי חדש ללימוד גלקסיות כה רחוקות, שאפילו לטלסקופ החלל האבל, הם פשוט כתמים קלושים, "אמר ווי.
קוואזרים הם עצמים מרוחקים במיוחד ובהירים המאמינים כי הם מונעים על ידי חורים שחורים סופר-מסיביים. הם מאירים בהירים על ידי המרת האנרגיה הכבידתית של החומר הנופל לחור השחור לאור וסוגי קרינה אחרים, כמו גלי רדיו.
בעדשות כבידה, קרני אור מקוואזאר העוברות קרוב לגלקסיה מכופפות על ידי שדה הכבידה של הגלקסיה, ממש כמו שהיו מכופפות כאשר עוברים דרך עדשת זכוכית. ככל שמרכז הגלקסיה צפוף יותר וככל שכוח הכבידה שלו יהיה חזק יותר, כך התמונה הדימוי תהיה חלשה יותר. אולם הדימוי המרכזי הזה, שאורו עבר קרוב לאמצע גלקסיית העדשות, יכול לספר לנו הרבה על ליבת הגלקסיה. הזדמנות זו הופכת את מציאת תמונות מרכזיות כאלה לרצויה במיוחד.
במערכת PMN J1632-0033, עדשת קוואסאר רדיו רם בהיסטה אדומה = 3.42 (מרחק של כ- 11.5 מיליארד שנות אור) על ידי גלקסיה אליפטית במשמרת אדומה Z ~ 1 (בערך 8 מיליארד שנות אור) . ידוע כי שתי תמונות של הקוואזר היו קיימות, ומחשד שמקור רדיו שלישי, קלוש מאוד, היה הדימוי המרכזי. עם זאת, אותו מקור שלישי היה ממש מעל גלקסיית העדשות, וכך יכול היה להיות מהותי לגלקסיית העדשות עצמה.
על ידי התבוננות ב"צבע "או בספקטרום הרדיו של כל שלושת התמונות באמצעות המערך הגדול מאוד של הקרן הלאומית למדע והמערך הבסיסי הארוך מאוד, ווין ועמיתיו סיפקו ראיות משכנעות לכך שהמקור השלישי הוא אכן הדימוי המרכזי של הקוואר. הספקטרום שלו זהה בעיקרו לשתי התמונות האחרות, למעט בתדרים נמוכים שבהם חלק מאנרגיית הרדיו נקלטה על ידי גלקסיית העדשות.
הגיאומטריה והתכונות של שלוש התמונות של הקווסר כבר מספרות לנו על ליבת גלקסיית העדשות. לדוגמא, החור השחור המרכזי שלו שוקל פחות מ -200 מיליון מסות שמש. כמו כן, צפיפות פני השטח שלו (כמות החומר כפי שמוקרנת כנגד מישור השמיים) במיקום הדימוי המרכזי היא יותר מ 20,000 מסות שמש לפרסק מרובע. (לשם השוואה, צפיפות פני השטח של שביל החלב בסמוך לשמש שלנו היא בערך 50 מסות שמש לפארסק מרובע.) שתי הדמויות של גלקסיית העדשות מסכימות עם הציפיות המבוססות על תצפיות מפורטות על גלקסיות מאות פעמים קרוב יותר לכדור הארץ.
"כמעט כל הידע שלנו על מרכזי הגלקסיה נובע מלימוד גלקסיות סמוכות מאוד. הדבר המופלא בתמונות מרכזיות הוא שתוכלו לקבל מידע דומה על ליבות הגלקסיות המרוחקות מאות פעמים והרבה יותר מיליארדי שנים מהגלקסיות השכנות שלנו, ”אמר ווי.
מחקר זה זמין ברשת בכתובת http://arxiv.org/abs/astro-ph/0312136 ויתפרסם בגיליון 12 בפברואר 2004 של כתב העת Nature.
שבסיסה בקיימברידג ', מסצ'וסטס, המרכז הרווארד-סמיתסוניאן לאסטרופיזיקה הוא שיתוף פעולה משותף בין המצפה האסטרופיסי של סמיתסוניאן לבין המצפה במכללת הרווארד. מדעני CfA, המאורגנים בשש חטיבות מחקר, בוחנים את מקורו, האבולוציה ואת גורלו הסופי של היקום.
המקור המקורי: מהדורת החדשות של הרווארד CfA
