\"Porból lettünk, porrá leszünk\"
  • Landren
    #2042
    Gigantikus láthatatlan gyűrű az űrben
    2007. május 16., szerda, 8:33


    Gigantikus méretű, jelenleg is táguló, láthatatlan anyagból álló gyűrűt találtak egy galaxishalmazban. Most első alkalommal sikerült kimutatni, hogy a láthatatlan tömeg nem minden esetben követi a látható anyag eloszlását.


    A Világegyetem anyagának nagyobb részét kitevő láthatatlan tömeg jelenlétét közvetetten, annak gravitációs hatása révén tudjuk kimutatni. Ennek gyakori módszere, hogy megfigyeljük, miként torzítja el egy távoli galaxishalmaz egy nála még messzebb lévő objektum képét. E gravitációslencse-hatásnak nevezett folyamat eredményeként kialakuló ívek, "szellemképek" alakja és eloszlása a lencsehatást kiváltó objektum (esetünkben a galaxishalmaz) tömegét és annak eloszlását fedi fel. (A gravitációslencse-hatás működését lásd a cikk második oldalán.)

    Egy nemzetközi csillagászcsoport a Cl 0024+17 (ZwCl0024+1652) jelű, közel 5 milliárd fényévre található galaxishalmaznál vizsgálták a jelenséget. Az első eredmények alapján a halmazban a láthatatlan tömeg jelentős része nem követte a sugárzó galaxisok térbeli eloszlását. Ez annyira meglepte a szakembereket, hogy először nem is bíztak az adatok valóságában, egy éven keresztül elemezték azokat, illetve gyűjtöttek új információkat.

    Végül bebizonyosodott: a láthatatlan tömeg egy furcsa, gyűrűhöz hasonló alakzatot formál a halmazban. A gyűrű átmérője 2,6 millió fényév - azaz alig valamivel több, mint amilyen messze az Androméda-galaxis található a Tejútrendszertől. Ez az első olyan azonosított szerkezet, amelyben a láthatatlan tömeg eloszlása jelentősen eltér a láthatóétól - minden más korábbi megfigyelésnél a kettő szorosan követte egymást.

    A "láthatatlan gyűrű" a modellek szerint két galaxishalmaz 1-2 milliárd évvel ezelőtt bekövetkezett ütközésétől jött létre. A találkozó során a láthatatlan tömeg előbb a két halmaz centrumába zuhant, majd tovább mozogva, a geometriai centrumon túllendülve tágulni kezdett. A tágulás jelenleg lassul, és idővel zsugorodásba válthat.



    A cikkben ismertetett ütközés lezajlása. Fent a Földről megfigyelhető, lent az "oldalról mutatkozó" látvánnyal (NASA, ESA, Jee, Ford, Johns Hopkins University)

    A halmaz korábbi spektroszkópikus megfigyelései valóban rámutattak, hogy tagjai nagyjából két elkülönülő csoportot alkotnak - ezek a két összeütközött halmaz maradványai lehetnek. A találkozóra a látóirányunkkal párhuzamosan került sor, ezért mutatkozik felőlünk a kataklizma során kilökődött láthatatlan tömeg gyűrű alakban (lásd a fenti ábrán).


    A halmaz galaxisai és a láthatatlan tömeg feltérképezett eloszlása, utóbbit sötékék színnel jelölték (NASA, ESA, Jee, Ford, Johns Hopkins University)

    A kifelé haladó, hullám jellegű gyűrű egy medencébe dobott kavics nyomán támadt hullámhoz hasonló. A gravitációslencse-hatás megfigyelése pedig részben annak az analógiája, ahogy a medence fenekén a gyűrű nyoma látszik: míg a vízfelszínen megtörő fénysugarak az aljzatra rajzolják ki a gyűrűt, addig a láthatatlan tömeg alkotta gyűrű gravitációs terével rajzolja át a még távolabbi égitestek képét.


    A gravitációslencse-hatás


    A gravitációs tér a fény haladási irányát is befolyásolja, ahogyan azt már Einstein feltételezte általános relativitáselméletében. Ha véletlenül egy nagytömegű égitest közelében halad el, akkor az hatással van rá: eredeti irányától kissé eltéríti. Mivel egy nagy galaxishalmaz tömege óriási, a mellette elhaladó, illetve a belsején keresztülhaladó fénysugarak útja jelentősen megváltozik.



    A gravitációslencse-hatás elve

    A halmaz tárgylencseként működhet, és "mögötte", a távolban elhelyezkedő objektum képét felénk fókuszálja, akárcsak egy optikai lencse. Az így keletkezett képeket szokták kozmikus délibáboknak, a jelenséget pedig gravitációslencse-hatásnak nevezni.

    A gravitációslencse-hatás a távoli galaxisok fényességét is megnövelheti, és egyébként észrevehetetlenül halvány csillagvárosokat tehet láthatóvá. Felléphet a többszörös leképezés jelensége is: ilyenkor egy adott objektum képét megsokszorozva láthatjuk.