Астрономи вивчили нову систему гравітаційного лінзування, в якій масивна галактика викривляє світло від далекого джерела так, що утворюються чотири симетричних зображення у вигляді хреста. Таке явище називається “хрестом Ейнштейна” і дає змогу дізнатися більше про розподіл темної матерії в зоряних островах, а також скорегувати космологічні параметри.
Гравітаційне лінзування - це ефект, коли важкий об'єкт спотворює простір-час і змушує світло від віддаленого джерела згинатися, утворюючи кілька зображень.
Подібні системи — дуже корисні для астрофізики та космології. Вони допомагають вивчати, як темна матерія розподілена в галактичних скупченнях, і вимірювати сталу Габбла, що характеризує швидкість розширення Всесвіту.
Коли вирівнювання майже ідеальне і лінза має еліптичну форму, то на задньому плані з'являються чотири зображення джерела. Астрономам важливо знайти такого роду явища, оскільки вони дають найсильніші обмеження на розподіл маси лінзи. Одним із прикладів такої системи може служити хрест Ейнштейна, коли чотири зображення утворюють хрестоподібний візерунок з високим ступенем симетрії.
Перший хрест Ейнштейна був знайшли майже 40 років тому. І він виявився лінзованим квазаром - яскравим ядром активної галактики. Відтоді було знайдено ще кілька подібних систем, деякі з яких використовували для вимірювання постійної Габбла.
Нещодавно ряд дослідницьких груп повідомили про 12 чотирикратно лінзованних квазарів, визначених за даними Gaia DR2, кілька з яких також є “хрестами Ейнштейна”.
Щоправда, у категорії “галактика-галактика” гравітаційного лінзування було підтверджено лише кілька випадків “хрестів Ейнштейна”. Крім визначення масового профілю лінзуючих галактик, ретельне моделювання таких систем також дає цінну інформацію для точніших вимірів постійної Габбла на основі лінзованого квазара.
Що відомо на цей час
Мова йде про об’єкт DESI-253.2534+26.8843, виявлений у масиві даних Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) Legacy Imaging Surveys. Розпізнати “хрест” допомогли нейронні мережі. Науковці отримали спектроскопічні спостереження цієї системи за допомогою Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) на Very Large Telescope (VLT) ESO і підтвердили її лінзуючий характер.
Система складається з масивної еліптичної галактики, оточеної чотирма синіми зображеннями, що утворюють хрест Ейнштейна.
Основна лінза, яка є еліптичною галактикою, має червоний зсув zL1 = 0.636 ± 0.001, тоді як спектри зображень фонового джерела типові для зореутворювальної галактики, мають червоний зсув zs = 2.597 ± 0.001.
Крім того, була відкрита слабка галактика на передньому плані одного з лінзованих зображень, з червоним зсувом zL2 = 0.386.
Дослідники використали код моделювання GIGA-Lens (Gu et al. 2022), щоб схарактеризувати цю систему і визначити радіус Ейнштейна основної лінзи, який становить θE = 3.01 ± 0.02, що відповідає дисперсії швидкостей σ = 379 ± 2 км с-1.
Ще один доказ ефективності спектроскопічних спостережень з інтегральним полем і передових методів моделювання для розуміння властивостей цих систем.
