O zaobserwowaniu wyjątkowej pary obrazów odległego kwazara, leżących na niebie w rekordowo dużych odległościach, donosi najnowszy numer czasopisma “Nature”.

Z ogólnej teorii względności wynika, że pole grawitacyjne może zakrzywiać bieg promieni świetlnych. Zjawisko to nosi nazwę soczewkowania grawitacyjnego. Dzięki niemu masywne obiekty, znajdujące się we Wszechświecie, mogą zmieniać bieg promieniowania, pochodzącego od obiektów, znajdujących się za nimi. Obserwacyjne potwierdzenie tego faktu zostało uzyskane przez A. Eddingtona już w 1919 roku, kiedy podczas zaćmienia Słońca zaobserwowano zmianę położenia gwiazdy spowodowaną wpływem grawitacji naszej dziennej gwiazdy.

Niekiedy soczewkowanie grawitacyjne powoduje zwiększenie jasności odległych obiektów. Niekiedy obserwujemy zwielokrotniony obraz soczewkowanego kwazara lub galaktyki. Pierwszy obraz podwójnego kwazara udało się zaobserwować już w roku 1979.

Obecnie znamy nieco ponad 60 soczewkowanych grawitacyjnie kwazarów. Soczewkami są w ich wypadku pojedyncze galaktyki. W najnowszym numerze czasopisma Nature międzynarodowy zespół astronomów, kierowany przez Naohisę Inadę z Uniwersytetu Tokijskiego, donosi o odkryciu kolejnego obiektu tego typu. Różni się on jednak znacznie od poprzedników.

Kwazar SDSS J1004 + 4112 znaleziono w katalogu, powstałym w ramach wielkiego przeglądu nieba Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Od innych soczewkowanych grawitacyjnie kwazarów odróżnia go stosunkowo duża odległość widocznych na niebie jego obrazów. Najodleglejsze dzieli 14,62 sekund łuku. Oznacza to, że rolę soczewki odgrywa w jego wypadku nie pojedyncza galaktyka, ale najprawdopodobniej gromada galaktyk, w znacznej mierze wypełniona ciemną materią.

Obserwacje świetnie pasują do modelu, w którym soczewkująca gromada wypełniona jest tzw. zimną ciemną materią, czyli ciemną materią, składającą się z cząstek o nieznanych nam własnościach, ale poruszających się ze stosunkowo niewielkimi prędkościami.

Model kosmologiczny, który najlepiej tłumaczy powstawanie obecnie obserwowanej struktury wielkoskalowej Wszechświata, mówi, że ciemnej i zimnej materii powinno być na tyle dużo, że statystycznie rzecz biorąc, powinniśmy obserwować kwazary tak silnie soczewkowane, że ich obrazy powinny być oddalone od siebie o ponad 7 sekund łuku.

Odkrycie to daje nam ważne obserwacyjne potwierdzenie prawdziwości naszych modeli teoretycznych opisujących wczesną ewolucję Wszechświata.

Autor

Marcin Marszałek