gov-civil-vilareal.ptPrächtiges Hubble-Bild eines Clusters, der sich verzieht und Gas austreibt
>Das Universum ist voller seltsamer Dinge, aber eines der seltsamsten Phänomene ist die Gravitationslinse.
Ich habe schon darüber geschrieben
Kurz gesagt, Gravitationslinseneffekt ist, wenn die Schwerkraft eines massereichen Objekts – eines Sterns, eines Schwarzen Lochs, einer Galaxie – den Raum um ihn herum krümmt, wodurch das vorbeikommende Licht eine Krümmung verursacht, wie ein Auto, das einer Kurve einer Straße folgt. Einstein [schreibt darüber in Bezug auf seine Arbeit über Relativität] und sagte, dass Materie den Raum verbiegt und wir diese Verbiegung als Gravitation wahrnehmen. Wir nennen dies also Gravitationslinseneffekt; der Objektkrümmungsraum ist die Linse, und das Objekt, dessen Licht verzerrt wird, ist das mit einer Linse versehene Objekt.
[…]
Heutzutage haben wir diesen Effekt unzählige Male gesehen. Es ist ein wenig seltsam; Die Position eines Objekts mit einer Linse am Himmel kann durch diesen Effekt nicht nur ein wenig verschoben werden, sondern es kann auch verzerrt, wie Toffee gestreckt, sogar wie ein Ring um die Linse gewickelt werden (wir nennen diese Einstein-Ringe tatsächlich), und durch das Objektiv viel heller gemacht, als es sonst der Fall wäre.
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Das häufigste Beispiel, das wir jetzt haben, ist, wenn die enorme Masse eines Galaxienhaufens – der Hunderte oder Tausende von Galaxien enthalten kann – das Licht einer dahinter liegenden Galaxie verzerrt.
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Das Hubble-Weltraumteleskop beobachtet viele dieser entfernten Haufen, sodass wir noch weiter entfernte Galaxien sehen, die alle verzerrt und verzerrt sind. Ein solcher Cluster heißt MACSJ0138.0-2155, und Bilder, die 2016 und 2019 aufgenommen wurden, wurden kombiniert, um diesen Scheunenbrenner eines Linsenfeldes zu erstellen :
Der Galaxienhaufen MACSJ0138.0-2155 hat so viel Masse, dass er das Licht einer weiter entfernten Galaxie gravitativ verzerrt und es von der Erde aus gesehen in Bögen verzerrt. Quelle: ESA/Hubble & NASA, A. Newman, M. Akhshik, K. Whitaker; CC BY 4.0
Beeindruckend! Dieses Bild zeigt hauptsächlich infrarotes Licht von den Galaxien im Haufen (dargestellt als goldenes Leuchten) sowie blaues Licht von einer Handvoll Galaxien im Haufen (mehr dazu in einer Sekunde).
Aber Sie können auch mehrere rötliche Bögen sehen (wiederum ist dies Infrarotlicht, es wird nur rot angezeigt, damit Sie es leichter sehen können) – das sind eine weiter entfernte Hintergrundgalaxie, die durch die Masse des Haufens gelinsen wird.
Der Haufen ist etwa 4 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt und die Hintergrundgalaxie ist über 10 Milliarden Lichtjahre entfernt, was ihn äußerst entfernt. Wir sehen es so, wie es war, als es nur ein paar Milliarden Jahre alt war.
Wie Gravitationslinsen funktionieren. Bildnachweis: ESA
Mit Modellen der Haufenmasse – wie die Sterne und Galaxien im Haufen verteilt sind – die Astronomen, die dieses Bild aufgenommen haben, können mehr über die Linsengalaxie herausfinden , einschließlich der Entfernung. Sie können erkennen, dass es sich um eine Scheibengalaxie handelt; abgeflacht, wie die Milchstraße . Es hat auch eine Ausbuchtung, eine zentrale, etwa kugelförmige Region von Sternen . Das Alter von Sternen und ihre chemischen Häufigkeiten (wie viel von verschiedenen Elementen sie in ihnen enthalten, wie Sauerstoff, Eisen, Kohlenstoff und mehr) können ebenfalls gefunden werden, was viele Informationen über ihre Geschichte gibt.
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Ohne das Objektiv wäre dies unmöglich; die Galaxie ist zu klein und zu weit entfernt, als dass selbst Hubble viel sehen könnte. Der Vergrößerungseffekt des Objektivs (sowohl größer als auch heller) machte dies möglich.
Detail im Bild des Hubble-Weltraumteleskops des Galaxienhaufens MACSJ0138.0-2155, das mehrere Bögen mit Gravitationslinsen von einer weiter entfernten Galaxie und mehreren anderen blauen Quallengalaxien zeigt, bei denen ihr inneres Gas entfernt wird, während sie sich durch den Haufen bewegen. Quelle: ESA/Hubble & NASA, A. Newman, M. Akhshik, K. Whitaker; CC BY 4.0
Ich habe hier auch etwas gelernt: Ich habe viele Bilder dieser Art gesehen, einschließlich solcher, die mit diesen tangentialen Bögen beladen sind – gekrümmt wie ein Kreis mit seinem Mittelpunkt im Clusterzentrum. Aber ich habe noch nie einen gesehen, der radial ist, dh direkt von der Mitte weg zeigt. Links vom Zentrum des Haufens befindet sich ein gerader roter Streifen, der auf die 8.30 Uhr-Position zeigt, direkt unter einer dieser blauen Galaxien. Dies nennt man a radialer Bogen (auch wenn es technisch gesehen kein Bogen ist – 'Bogen' ist in diesem Fall ein allgemeiner Name für jede linsenverzerrte Galaxie), und sie sind seltener als die gekrümmten. Ihre Existenz in einem Bild hängt von der detaillierten Verteilung von Sternen und Gas im Zentrum des Haufens ab.
Beachten Sie auch, dass es oben links einen weiteren seltsam verzerrten Bogen gibt, direkt außerhalb einer der Haufengalaxien. Das ist eine andere Hintergrundgalaxie als die, die die Hauptbögen bildet; Sie können darin mehr Blau von hellen jungen Sternen in der Linsengalaxie sehen. Cooooool.
Tierkreuzung: neues Blatt willkommen amiibo
Aber ich muss sagen, was mir wirklich ins Auge gefallen ist, waren die drei federleichten blauen Galaxien in diesem Bild. Ich wusste sofort, was sie waren, aber so habe ich sie noch nie gesehen. Es handelt sich wahrscheinlich um Spiralgalaxien ähnlich der Milchstraße, die sich jedoch schnell durch den Haufen selbst bewegen. Es gibt dünnes Gas, das sich zwischen den Galaxien ausbreitet, genannt Intracluster-Medium , von denen einige von der Entstehung all dieser Galaxien übrig bleiben oder von starken Sternwinden und Supernovae in den Mitgliedsgalaxien ausgeblasen werden können.
Wenn sich eine Galaxie durch den Haufen bewegt, stößt sie durch dieses Gas, und der Druck bei ihrer Passage kann das Gas innerhalb der sich bewegenden Galaxie ausblasen. Das nennt man Staudruck-Strippen , und es ist in Clustern üblich. Und in der menschlichen Erfahrung; Wenn Sie schon einmal in einem Auto gefahren sind, als Ihr Hund (oder jemand anderes im Auto oder, seien wir ehrlich, Sie) etwas Benzin verloren hat, was tun Sie? Du öffnest ein Fenster und lässt es vom Fahrtwind ausblasen.
Gleiche Sache.
Diese werden manchmal wunderbar als „Quallen“-Galaxien bezeichnet. Es ist selten, sie so detailliert zu sehen und so dünn wie hier zu sehen, mit langen Filamenten, die sich wegstrecken. Diese sehen für mich aus wie Rayleigh-Taylor-Instabilitäten , wenn zwei Flüssigkeiten (wie Gas) in Kontakt sind und die weniger dichte auf die dichtere drückt. Ich habe ein ähnliches Phänomen bei Wolken hier auf der Erde gesehen, was einmal mehr zeigt, dass sich die Physik dessen, was tief im Universum passiert, ähnlich verhält wie direkt auf der Erde.
Hm. Vorhin sagte ich, dass das Universum voller seltsamer Dinge ist. Das ist sehr wahr, und es ist buchstäblich überall ... einschließlich genau hier . Dieses Bild mag Ihnen völlig fremd und bizarr erscheinen, aber die gleichen Kräfte, die Sie sehen, die alles in diesem Cluster formen, sind auf der Erde und auch auf Ihnen am Werk.
Wir sind immerhin ein Teil des Universums.
