В июле 2022 года он был выпущен Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) — самый мощный человеческий телескоп, когда-либо запущенный в космос — Он представил свою первую фотографию, изображение глубокого поля, содержащего тысячи галактик, многие из которых выглядят так же, как и в ранней Вселенной. Чего многие люди не ожидали, так это того, как появятся некоторые из этих искривленных и странных галактик.
Галактика Сальвадора Дали, похожая на растаявший леденец, не отражает того, как эти объекты выглядят в космосе; Это иллюзия изображения JWST. Другие удивительные аспекты изображений JWST, такие как Один из сверхскопления RX J2129, Несколько галактик появляются в нескольких точках на одном и том же изображении. Опять же, это иллюзия. У этих галактик на самом деле нет двойников.
Как это возможно? Два разных аспекта этого изображения JWST являются результатом одного и того же явления, называемого гравитационным линзированием. Предсказанный впервые более 100 лет назад Альберт ЭйнштейнГравитационное линзирование было важным инструментом для астрономов благодаря работеувеличительное стекло. Эти искаженные и повторяющиеся галактики являются примерами объектов с гравитационным линзированием.
Связанный: Снимки космического телескопа Джеймса Уэбба: 12 потрясающих видов нашей Вселенной (галерея)
Что такое гравитационная линза?
(Откроется в новой вкладке)
Гравитационное линзирование — явление, предсказанное теорией Эйнштейна. Общая теория относительностичто показывает, что сила тяжести Оно возникает из-за влияния объектов, обладающих массой, на ткань пространства и времени, объединенных в единое целое, называемое пространством-временем.
Представьте себе эластичную резиновую доску с размещенными на ней шариками разной массы. Чем больше масса мяча, тем сильнее он обвивает резиновый лист. То же верно и для объектов с большими массами, находящихся в ткани пространства-времени: чем больше масса, тем сильнее искривляются объекты пространства-времени такими вещами, как галактика и скопления галактик, вызывающие серьезные искажения пространства-времени. Этот эффект становится особенно интересным, когда через этот изгиб проходит свет от фоновых объектов, таких как звезды или галактики.
Связанный: Космический телескоп Джеймса Уэбба наблюдает за космическим морским коньком с помощью гравитационной линзы (фото)
Свет распространяется прямолинейно, независимо от того, искажено ли пространство, в котором он проходит. Искривление пространства массой заставляет свет, идущий от далеких источников, «изгибаться». В результате при попадании света Земляэто заставляет фоновые объекты казаться в другом месте в небе.
В экстремальных ситуациях искривления, когда объект между Землей и фоновым источником является массивным, свет движется вокруг объекта разными путями, все изгибаясь в разной степени. Это в разной степени изменяет длину пути, по которому свет достигает нас, и, следовательно, время прибытия. Это означает, что объект в линзе может появиться в нескольких точках за одну экспозицию. Это может привести к некоторым интересным формам, таким как крест или, в случае линз с идеальной симметрией, кольцо света, называемое «кольцом Эйнштейна», состоящее из повторяющихся итераций одного и того же объекта.
(Откроется в новой вкладке)
Скопления галактик имеют «беспорядочную» форму, при этом скопления не имеют централизованного распределения, поэтому, когда они действуют как промежуточные объекты или линзирование, линзирование несовершенно. По данным Европейского космического агентства (Откроется в новой вкладке). Это приводит к тому, что линзированные объекты выглядят искаженными в виде дуг вокруг линзовидных скоплений галактик, как видно на изображениях внутреннего поля JWST.
Однако эти линзовидные объекты представляют собой нечто большее, чем просто визуальное любопытство. Гравитационное линзирование может принести пользу астрономам несколькими способами.
Гравитационное линзирование не просто искажает свет от фоновых объектов; Он может фактически усиливать этот свет, тем самым усиливая очень тусклое свечение очень далеких объектов, таких как ранние галактики. В результате гравитационное линзирование имело решающее значение для ранних исследований Вселенной JWST.
Кроме того, узор, который образует линзовидный объект, когда через него проходит свет, может многое рассказать об этом объекте. НАСА объясняет (Откроется в новой вкладке). Например, гравитационное линзирование может показать, как материя распределяется в галактических скоплениях и галактиках.
Следуйте за нами на Twitter @сотрудник (Откроется в новой вкладке) или Фейсбук (Откроется в новой вкладке).
Дополнительные ресурсы
Изучите гравитационное линзирование более подробно с помощью этого Ресурсы НАСА (Откроется в новой вкладке). Национальная ускорительная лаборатория Ферми также подготовила полезную видеодемонстрацию гравитационного линзирования. Саларан YouTube Фермилаб (Откроется в новой вкладке).
индекс
Келли, б. (2023, 28 февраля). Тройное видение. ЕКА/Уэбб, НАСА и CSA. https://esawebb.org/images/potm2302a/ (Откроется в новой вкладке)
НАСА. (2022, 30 сентября). гравитационная линза. Сайт Хаббла. https://hubblesite.org/contents/articles/gravitational-lensing#:~:текс (Откроется в новой вкладке)
2023-04-17 20:00:15
1681766658
#Почему #некоторые #изображения #космического #телескопа #Джеймса #Уэбба #показывают #искаженные #повторяющиеся #галактики
