Międzynarodowy zespół astronomów opracował największy jak dotąd zbiór galaktyk „soczewek grawitacyjnych”, a ich badanie dostarczyło informacji o masach galaktyk, w tym wnioskowania o ilości ciemnej materii. Pole grawitacyjne bliższej galaktyki zniekształca obraz bardziej odległej galaktyki na wiele obrazów w kształcie łuku. Czasami ten efekt tworzy nawet kompletny pierścień, znany jako „Pierścień Einsteina”. Wyniki tego badania pomagają rozstrzygnąć długotrwałą debatę na temat związku między masą i jasnością galaktyk.
Wykorzystując zaawansowaną kamerę do badań w Kosmicznym Teleskopie Hubble'a do galaktyk obrazowych, które zostały zidentyfikowane jako galaktyki soczewek grawitacyjnych przez Sloan Digital Sky Survey, zespół był w stanie zmierzyć odległości do obu galaktyk w każdym zestawie „soczewkowania”, a także zmierzyć masy każdej galaktyki.
Soczewkowanie grawitacyjne tworzy „złudzenie” pierścienia, a obrazy pierścienia Einsteina mogą być do 30 razy jaśniejsze niż obraz odległej galaktyki bez efektu soczewkowania. Łącząc dane Hubble'a i Sloana z ankietą Sloan Lens ACS (lub SLACS), zespół był w stanie stworzyć model matematyczny opisujący efekt soczewkowania i użyć tego modelu do zilustrowania tego, co byśmy zobaczyli, gdybyśmy mogli usunąć efekt soczewkowania.
„Kolekcja soczewek SLACS jest szczególnie przydatna w nauce” - powiedział Adam Bolton z University of Hawaii, główny autor dwóch artykułów opisujących najnowsze wyniki. „Dla każdej soczewki mierzyliśmy pozorne rozmiary pierścieni Einsteina na niebie za pomocą obrazów Hubble'a i mierzyliśmy odległości do dwóch galaktyk wyrównanej pary przy użyciu danych Sloana. Łącząc te pomiary, byliśmy w stanie wydedukować masę bliższej galaktyki ”
Biorąc pod uwagę te masy galaktyk wraz z pomiarami ich rozmiarów, jasności i prędkości gwiezdnych, astronomowie SLACS byli w stanie wywnioskować obecność „ciemnej materii” oprócz widocznych gwiazd w galaktykach. Ciemna materia to tajemniczy, niewidzialny materiał, który stanowi większość materii we wszechświecie. Przy tak dużej liczbie galaktyk soczewkowych w zakresie mas odkryli, że udział ciemnej materii w stosunku do gwiazd systematycznie wzrasta, przechodząc z galaktyk o średniej masie do galaktyk o dużej masie.
Albert Einstein przewidział istnienie soczewek grawitacyjnych w latach 30. XX wieku, ale pierwszy przykład został odkryty dopiero pod koniec lat siedemdziesiątych. Od tego czasu odkryto wiele innych soczewek, ale ich potencjał naukowy został ograniczony przez różnorodny asortyment znanych przykładów. Badanie SLACS znacznie zmieniło tę sytuację, odkrywając pojedynczą dużą i równomiernie wybraną próbkę silnych galaktyk soczewkowych. Kolekcja SLACS stanowi podstawę wielu dalszych badań naukowych.
Oryginalne źródło informacji: Uniwersytet Hawajski
