Gravitationslinsen – ein Phänomen, das aus Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie herausfällt – wurde zahlreiche Male beobachtet und lieferte einige fantastische Bilder von Ringen, Bögen und Kreuzen, die aus Lichtjahren entfernten massereichen Galaxien bestehen. Da das Licht eines Hintergrundobjekts durch die Schwerkraft um ein Vordergrundobjekt herum gebeugt wird, werden aus unserem Blickwinkel mehrere vergrößerte Bilder des Hintergrundobjekts erzeugt.
Zum ersten Mal wurde gezeigt, dass ein Quasar (quasi-stellares Objekt) eine dahinter liegende Galaxie gravitativ lenkt. Ungefähr hundert Fälle von Gravitationslinsen, die aus einer Vordergrundgalaxie und einem Hintergrundquasar bestehen, wurden gefunden, aber dies ist das erste Mal, dass das Gegenteil der Fall ist; das heißt, ein Quasar beugt das Licht einer Hintergrundgalaxie um ihn herum, um ein Mehrfachbild dieser Galaxie zu erzeugen.
Quasare sind vermutlich das Ergebnis eines supermassiven Schwarzen Lochs im Zentrum einer Galaxie, das versucht, die gesamte Materie, die es umgibt, zu verschlucken. Da sich die Materie zusammenballt, wenn sie sich dem Schwarzen Loch nähert, erwärmt sie sich aufgrund der Reibung und beginnt, Licht im gesamten elektromagnetischen Spektrum zu emittieren. Das Licht eines Quasars kann eine ganze Sternengalaxie überstrahlen, was es schwierig macht, das Licht einer Hintergrundgalaxie von der überwältigenden Blendung des Quasars selbst zu trennen.
Um diesen ersten Nachweis zu machen (es werden sicherlich noch viele folgen), haben Astronomen der Labor für Astrophysik der EPFL in Zusammenarbeit mit Caltech Daten des Sloan Digital Sky Survey (SDSS) verwendet. Sie analysierten 22.298 Quasare aus dem Katalog SDSS Data Release 7 und suchten nach Bildern mit stark rotverschobenen Emissionsspektren. Laut dem Papier, das die Ergebnisse ankündigt: „In diesen Spektren suchen wir nach Emissionslinien, die über die Rotverschiebung des [Quasars] hinaus rotverschoben sind.“
Mit anderen Worten, ein Quasar, der eine Galaxie im Hintergrund mit einer Linse belichtet, weist eine höhere Rotverschiebung auf als ein Quasar, der eine Hintergrundgalaxie nicht belichtet, da das Licht der Galaxie und des Quasars in den SDSS-Daten kombiniert werden. Quasare, die eine erwartete Rotverschiebung aufwiesen, wurden also verworfen, und eine statistische Analyse von Quasaren mit Emissionslinien, die eine Gravitationslinse nachahmen könnten, eliminierte viele weitere Objekte. Damit blieben etwa 14 der 22.298 analysierten Objekte als potenzielle Kandidaten übrig. Von diesen 14 wählte das Team einen aus, um Folgebeobachtungen durchzuführen, mit dem Namen SDSS J0013+1523.
SDSS J0013+1523 liegt etwa 1,6 Milliarden Lichtjahre entfernt und bildet eine Galaxie, die etwa 7,5 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Mit dem Keck-II-Teleskop konnten sie bestätigen, dass SDSS J0013+1523 tatsächlich das Licht einer dahinter liegenden Galaxie linsen. Hubble-Bilder der Entdeckung sind in Arbeit.
Hier ist ein von der EPFL produziertes Video, das die Ergebnisse beschreibt.
Bedeutsam an dieser Entdeckung – neben dem neuartigen Aspekt, dass ein Quasar als Linse fungiert – ist, dass sie es den Forschern ermöglichen wird, ihr Verständnis von Quasaren zu verbessern. Wenn Licht um ein Objekt herum gebogen wird, beugt es sich aufgrund der Schwerkraft, und die Schwerkraft ist ein Ergebnis der Masse. Etwas, das sehr massiv ist, wirkt also als stärkere Linse als etwas, das winzig ist, und die Masse des Objekts, das die gesamte Linsenarbeit leistet – in diesem Fall der Vordergrundquasar – kann bestimmt werden.
Ihre Ergebnisse wurden in einem Brief an . veröffentlichtAstronomie & Astrophysikam 16. Juli. Das Originalpapier steht zur Einsichtnahme zur Verfügung Hier .
Quelle: Eurekalert Hier und Hier , Arxiv-Papier Hier
