W lipcu 2022 roku został wydany Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) – Najpotężniejszy teleskop, jaki ludzkość kiedykolwiek wysłała w kosmos – Podała swoje pierwsze zdjęcie, obraz głębokiego pola zawierający tysiące galaktyk, z których wiele widać tak, jak we wczesnym wszechświecie. Wielu ludzi nie spodziewało się, jak potoczą się niektóre z tych pokręconych i dziwnych galaktyk.
Galaktyki Salvadora Dali, które wyglądają jak roztopione cukierki, nie odzwierciedlają tego, jak te obiekty wyglądają w kosmosie; Jest to iluzja w obrazach JWST. Kolejny niesamowity aspekt obrazów JWST, takich jak Jedno pobrane z supergromady RX J2129, Polega na tym, że kilka galaktyk pojawia się w wielu punktach na tym samym obrazie. Ponownie, jest to iluzja. Te galaktyki tak naprawdę nie mają sobowtórów.
Jak to jest możliwe? Te dwa różne aspekty obrazów JWST są wynikiem tego samego zjawiska, zwanego soczewkowaniem grawitacyjnym. Przepowiedziane po raz pierwszy ponad 100 lat temu przez Alberta EinsteinaSoczewkowanie grawitacyjne stało się ważnym narzędziem dla astronomów dzięki pracyszkło powiększające. Te zniekształcone, powtarzające się galaktyki są przykładami obiektów soczewkowanych grawitacyjnie.
Powiązany: Zdjęcia z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba: 12 oszałamiających widoków naszego wszechświata (galeria)
Co to jest soczewka grawitacyjna?
(Otwiera się w nowej karcie)
Soczewkowanie grawitacyjne to zjawisko przewidziane przez teorię Einsteina ogólna teoria względnościco sugeruje, że powaga Wyłania się z wpływu ciał z masą na tkankę przestrzeni i czasu, łącząc się w jedną całość zwaną czasoprzestrzenią.
Pomyśl o rozciągliwej gumowej desce z kulkami o różnej masie. Im większa masa piłki, tym bardziej owija się ona wokół gumowego arkusza. To samo dotyczy obiektów o dużej masie znajdujących się w strukturze czasoprzestrzeni: im większa masa, tym bardziej obiekt czasoprzestrzenny jest zakrzywiony, np. galaktyki i gromady galaktyk, które powodują poważne zniekształcenie czasoprzestrzeni. Ten efekt staje się naprawdę interesujący, gdy światło z obiektu tła, takiego jak gwiazda lub galaktyka, przechodzi przez to wypaczenie.
Powiązany: Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba obserwuje kosmiczne koniki morskie poprzez soczewkowanie grawitacyjne (zdjęcie)
Światło porusza się po liniach prostych, niezależnie od tego, czy przestrzeń, przez którą przechodzi, jest zniekształcona. Zakrzywienie przestrzeni masą powoduje, że światło pochodzące z odległego źródła „ugina się”. W rezultacie, gdy uderza światło Gruntsprawia, że obiekt w tle wydaje się znajdować w innym miejscu na niebie.
W ekstremalnych sytuacjach wypaczania, gdy obiekt między Ziemią a źródłem tła jest masywny, światło obiera różne ścieżki wokół obiektu, wszystkie zakrzywione w różnym stopniu. Zmienia to w różnym stopniu długość ścieżki, jaką światło pokonuje, aby do nas dotrzeć, a tym samym czas jego przybycia. Oznacza to, że soczewkowany obiekt może pojawić się w wielu punktach podczas jednej ekspozycji. Może to prowadzić do powstania interesujących kształtów, takich jak krzyże lub, w przypadku soczewki o doskonałej symetrii, pierścień światła zwany „pierścieniem Einsteina”, wszystkie składające się z powtarzających się iteracji tego samego obiektu.
(Otwiera się w nowej karcie)
Gromady galaktyk mają „niechlujny” kształt, z gromadami pozbawionymi centralnego rozkładu, więc gdy działają jako obiekty pośrednie lub soczewkujące, soczewkowanie nie jest idealne, Według Europejskiej Agencji Kosmicznej (Otwiera się w nowej karcie). Powoduje to, że soczewkowany obiekt wydaje się być zniekształcony jako łuki wokół soczewkowatej gromady galaktyk, jak widać na obrazie głębokiego pola wykonanym przez JWST.
Jednak te soczewkowate obiekty są czymś więcej niż tylko wizualną ciekawostką. Soczewkowanie grawitacyjne może być przydatne dla astronomów na kilka sposobów.
Soczewkowanie grawitacyjne nie tylko zniekształca światło obiektu w tle; Może faktycznie wzmocnić to światło, wzmacniając w ten sposób bardzo słabe światło z bardzo odległych obiektów, takich jak wczesne galaktyki. W rezultacie soczewkowanie grawitacyjne ma kluczowe znaczenie dla badania wczesnego Wszechświata przez JWST.
Ponadto wzory, które obiekty soczewkowate tworzą w miarę przechodzenia światła, mogą wiele powiedzieć o tym obiekcie, wyjaśnia NASA (Otwiera się w nowej karcie). Na przykład soczewkowanie grawitacyjne może ujawnić, w jaki sposób materia jest rozłożona w gromadach galaktyk i galaktykach.
Śledź nas na Twitterze @pracownik (Otwiera się w nowej karcie) lub na Facebook (Otwiera się w nowej karcie).
Dodatkowe źródła
Zbadaj bardziej szczegółowo soczewkowanie grawitacyjne Zasoby z NASA (Otwiera się w nowej karcie). Fermi National Accelerator Laboratory stworzyło również pomocny film demonstracyjny soczewkowania grawitacyjnego Kanał Fermilaba na YouTube (Otwiera się w nowej karcie).
indeks
Kelly, ur. (2023, 28 lutego). Potrójna wizja. ESA/Webb, NASA i CSA. https://esawebb.org/images/potm2302a/ (Otwiera się w nowej karcie)
NASA. (2022, 30 września). soczewka grawitacyjna. Witryna Hubble’a. https://hubblesite.org/contents/articles/gravitational-lensing#:~:text (Otwiera się w nowej karcie)
More Stories
Boeing może nie być w stanie obsługiwać pojazdu Starliner przed zniszczeniem stacji kosmicznej
Jak czarne dziury stały się tak duże i szybkie? Odpowiedź kryje się w ciemności
Studentka Uniwersytetu Północnej Karoliny zostanie najmłodszą kobietą, która przekroczy granice kosmosu na pokładzie Blue Origin