2022. gada jūlijā tas tika izlaists Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (JWST) – visspēcīgākais teleskops, ko cilvēce jebkad ir laidusi kosmosā Viņa pasniedza savu pirmo attēlu, dziļa lauka attēls, kurā ir tūkstošiem galaktiku, no kurām daudzas ir redzamas tādas, kādas tās bija agrīnajā Visumā. Daudzi cilvēki negaidīja, kā izvērtīsies dažas no šīm savdabīgajām galaktikām.
Salvadora Dalī galaktikas, kas izskatās kā izkusušas konfektes, neatspoguļo to, kā šie objekti izskatās kosmosā; Tā ir ilūzija JWST attēlos. Vēl viens pārsteidzošs JWST attēlu aspekts, piemēram, Viens, kas ņemts no RX J2129 superkopas, Tas ir tāds, ka viena attēla vairākos punktos parādās vairākas galaktikas. Atkal tā ir ilūzija. Šīm galaktikām patiesībā nav precīzi divkāršu elementu.
Kā tas ir iespējams? Šie divi atšķirīgie JWST attēlu aspekti ir vienas un tās pašas parādības rezultāts, ko sauc par gravitācijas lēcām. Pirmo reizi pirms vairāk nekā 100 gadiem prognozēja Alberts EinšteinsGravitācijas lēca ir kļuvusi par svarīgu instrumentu astronomiem, strādājot arpalielināmais stikls. Visas šīs izkropļotās, atkārtojošās galaktikas ir gravitācijas lēcu objektu piemēri.
Saistīts: Džeimsa Veba kosmosa teleskopa attēli: 12 satriecoši skati uz mūsu Visumu (galerija)
Kas ir gravitācijas lēca?
(Tiek atvērts jaunā cilnē)
Gravitācijas lēca ir parādība, ko paredz Einšteina teorija vispārējā relativitātekas liecina par to smagums Tas rodas no ķermeņu ar masu ietekmes uz telpas un laika audumu, kas apvienojas kā vienota vienība, ko sauc par telpu laiku.
Padomājiet par staipīgu gumijas dēli, uz kura novietotas dažādas masas bumbiņas. Jo lielāka bumbiņas masa, jo vairāk tā apvijās ap gumijas loksni. Tas pats attiecas uz objektiem ar lielu masu, kas atrodami telpas-laika struktūrā: jo lielāka masa, jo vairāk telpas laika objekts tiek deformēts, piemēram, galaktikas un galaktiku kopas, kas izraisa nopietnus telpas-laika izkropļojumus. Šis efekts kļūst patiešām interesants, ja gaisma no fona objekta, piemēram, zvaigznes vai galaktikas, iziet cauri šim deformācijai.
Saistīts: Džeimsa Veba kosmiskais teleskops novēro kosmiskos jūras zirgus, izmantojot gravitācijas lēcas (foto)
Gaisma virzās taisnās līnijās neatkarīgi no tā, vai telpa, caur kuru tā iet, ir izkropļota. Telpas deformācija ar masu liek gaismai, kas nāk no attāla avota, “saliekties”. Rezultātā, gaismai trāpot Zemetas liek fona objektam izskatīties citā vietā debesīs.
Ekstrēmās deformācijas situācijās, kad objekts starp Zemi un fona avotu ir masīvs, gaisma ap objektu iet dažādus ceļus, un tie visi ir izliekti dažādās pakāpēs. Tas dažādās pakāpēs maina ceļa garumu, ko gaisma sasniedz, lai mūs sasniegtu, un līdz ar to arī tās ierašanās laiks. Tas nozīmē, ka objektīvā objekts var parādīties vairākos punktos vienā ekspozīcijā. Tas var radīt dažas interesantas formas, piemēram, krustus vai, ja objektīvs ir nevainojams simetrijā, gaismas gredzenu, ko sauc par “Einšteina gredzenu”, kas viss sastāv no viena un tā paša objekta atkārtotām iterācijām.
(Tiek atvērts jaunā cilnē)
Galaktiku kopām ir “nekārtīga” forma, un tām nav centrālā sadalījuma, tāpēc, kad tās darbojas kā starpposma vai objektīvi objekti, objektīvs nav ideāls, Saskaņā ar Eiropas Kosmosa aģentūras datiem (Tiek atvērts jaunā cilnē). Tas izraisa objektīva objekta izkropļojumu kā lokus ap lēcveida galaktiku kopu, kā redzams JWST dziļā lauka attēlā.
Tomēr šie lēcveida objekti ir vairāk nekā tikai vizuāla zinātkāre. Gravitācijas lēca var būt noderīga astronomiem vairākos veidos.
Gravitācijas lēca ne tikai kropļo fona objekta gaismu; Tas faktiski var pastiprināt šo gaismu, tādējādi uzlabojot ļoti vāju gaismu no ļoti tālu objektiem, piemēram, agrīnajām galaktikām. Tā rezultātā gravitācijas lēca ir ļoti svarīga JWST agrīnā Visuma izpētei.
Turklāt raksti, ko rada lēcveida objekti, gaismai ejot, var daudz atklāt par šo objektu, NASA skaidro (Tiek atvērts jaunā cilnē). Piemēram, gravitācijas lēca var atklāt, kā matērija tiek sadalīta galaktiku kopās un galaktikās.
Sekojiet mums Twitter @darbinieks (Tiek atvērts jaunā cilnē) vai ieslēgts Facebook (Tiek atvērts jaunā cilnē).
Papildu avoti
Izpētiet gravitācijas lēcas sīkāk, izmantojot šos NASA resursi (Tiek atvērts jaunā cilnē). Fermi Nacionālā paātrinātāja laboratorija ir arī sagatavojusi noderīgu video demonstrāciju par gravitācijas lēcām Fermilab YouTube kanāls (Tiek atvērts jaunā cilnē).
rādītājs
Kellija, dzim. (2023, 28. februāris). Trīskāršs redzējums. ESA/Web, NASA un CSA. https://esawebb.org/images/potm2302a/ (Tiek atvērts jaunā cilnē)
NASA. (2022, 30. septembris). gravitācijas lēca. Habla vietne. https://hubblesite.org/contents/articles/gravitational-lensing#:~:text (Tiek atvērts jaunā cilnē)
