Gravitationslinsen - ein Phänomen, das aus Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie hervorgeht - wurden mehrfach beobachtet, was zu fantastischen Bildern von Ringen, Bögen und Kreuzen führte, die aus massiven Galaxien bestehen, die Lichtjahre entfernt sind. Wenn das Licht eines Hintergrundobjekts durch die Schwerkraft um ein Vordergrundobjekt gebogen wird, werden von unserem Standpunkt aus mehrere vergrößerte Bilder des Hintergrundobjekts erzeugt.
Zum ersten Mal wurde gezeigt, dass ein Quasar (quasi-stellares Objekt) eine dahinterliegende Galaxie durch Gravitation linse. Es wurden ungefähr hundert Fälle von Gravitationslinsen gefunden, die aus einer Vordergrundgalaxie und einem Hintergrundquasar bestehen. Dies ist jedoch das erste Mal, dass das Gegenteil der Fall ist. Das heißt, ein Quasar biegt das Licht einer Hintergrundgalaxie um sich herum, um ein Mehrfachbild dieser Galaxie zu erstellen.
Es wird angenommen, dass Quasare das Ergebnis eines supermassiven Schwarzen Lochs im Zentrum einer Galaxie sind, das versucht, die gesamte Materie, die es umgibt, zu verschlingen. Wenn sich die Materie zusammenballt, wenn sie sich dem Schwarzen Loch nähert, erwärmt sie sich aufgrund von Reibung und beginnt, Licht über das elektromagnetische Spektrum zu emittieren. Das Licht eines Quasars kann eine ganze Galaxie von Sternen überstrahlen, was es schwierig macht, das Licht von einer Hintergrundgalaxie von der überwältigenden Blendung des Quasars selbst zu trennen.
Um diese erste Entdeckung zu machen (es werden sicherlich viele folgen), verwendeten Astronomen des EPFL-Labors für Astrophysik in Zusammenarbeit mit Caltech Daten aus dem Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Sie analysierten 22.298 Quasare aus dem SDSS Data Release 7-Katalog und suchten nach Bildern mit stark rotverschobenen Emissionsspektren. In der Veröffentlichung der Ergebnisse heißt es: „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 beleuchtet, weist eine höhere Rotverschiebung auf als ein Quasar, der eine Hintergrundgalaxie nicht beleuchtet, da das Licht der Galaxie und des Quasars in den SDSS-Daten kombiniert werden. So wurden Quasare mit einer erwarteten Rotverschiebung verworfen, und eine statistische Analyse von Quasaren mit Emissionslinien, die eine Gravitationslinse imitieren könnten, eliminierte viel mehr Objekte. Damit blieben etwa 14 der 22.298 Objekte als potenzielle Kandidaten analysiert. Von diesen 14 wählte das Team eine aus, die Follow-up-Beobachtungen mit dem Namen SDSS J0013 + 1523 durchführen sollte.
SDSS J0013 + 1523 liegt ungefähr 1,6 Milliarden Lichtjahre entfernt und beleuchtet eine Galaxie, die ungefähr 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 befindlichen Galaxie lichtete. Hubble-Bilder der Entdeckung sind in Arbeit.
Hier ist ein von der EPFL produziertes Video, das die Ergebnisse beschreibt.
Das Wesentliche an dieser Entdeckung ist - neben dem neuartigen Aspekt eines Quasars als Linse -, dass Forscher ihr Verständnis von Quasaren besser verfeinern können. Wenn Licht um ein Objekt gebogen wird, biegt es sich aufgrund der Schwerkraft, und die Schwerkraft ist ein Ergebnis der Masse. Etwas sehr Massives wirkt also als stärkere Linse als etwas Winziges, und die Masse des Objekts, das die gesamte Linsenarbeit erledigt - in diesem Fall der Vordergrundquasar - kann bestimmt werden.
Ihre Ergebnisse wurden in einem Brief an veröffentlicht Astronomie & Astrophysik am 16. Juli. Das Originalpapier steht Ihnen hier zur Verfügung.
Quelle: Eurekalert hier und hier, Arxiv-Papier hier
