Einsteinin risti – neljä kuvaa kvasaarista gravitaatiolinssin takaa
Einsteinin risti on kuva kvasaarista, joka on 8 000 000 000 valovuoden (ly) tai 2 500 000 000 parsekin (pc) päässä.
Kvasaari sijaitsee suoraan ZW 2237+030:n, Huchran linssin, eli linssigalaksin takana. Neljä kuvaa samasta kaukaisesta kvasaarista näkyy tämän etualalla olevan galaksin ympärillä voimakkaan gravitaatiolinssihavainnon vuoksi.
Punasiirtymän perusteella kvasaari on noin 8 miljardin valovuoden päässä Maasta, kun taas linssin muodostava galaksi on vain 400 miljoonan valovuoden päässä.
Harrastajatähtitieteilijät pystyvät näkemään osan rististä kaukoputkilla, mutta se edellyttää erittäin pimeää taivasta ja kaukoputken peilejä, joiden halkaisija on vähintään 18 tuumaa.
Mitä Einsteinin risti oikeastaan on?
Einsteinin risti on esimerkki voimakkaasta gravitaatiolinsseilmiöstä, jossa massiivinen etualan galaksi taivuttaa taustalla olevan kvasaari-valon siten, että kvasaari näkyy useana erillisenä kuvana galaxin ympärillä. Tässä tapauksessa etualan galaksin keskiosan massa muuttaa avaruuden kaarevuutta ja ohjaa kvasaariin johtavat valonsäteet eri reitteihin — lopputuloksena ovat ne neljä kirkasta pistettä, jotka muodostavat ristin.
Miksi ilmiö on tärkeä?
- Gravitaatiolinssit todistavat yleisen suhteellisuusteorian ennusteita: massan aiheuttama avaruuden käyryys vaikuttaa valon kulkuun.
- Nelikuvio tarjoaa mahdollisuuden tutkia kvasaareja ja niiden ytimiä tarkemmin: eri kuvat voivat heijastaa valon reittejä, aikaviiveitä ja pienipiirteitä eri tavoin.
- Microlinsaus (linssigalaksin tähtien aiheuttama vaihtelu) antaa tietoa sekä etualan galaksin tähdistä että kvasaarin sisäisestä rakenteesta, esimerkiksi akkretiokiekon koosta.
- Tutkimuksissa käytetään myös linssien mittauksia kosmologisten parametrien, kuten Hubble-vakion, rajoittamiseen, vaikka Einsteinin ristin tapauksessa aikaviiveet ovat pieniä ja vaikeita mitata.
Historia ja sijainti
Tämä kohde tunnetaan myös nimellä Q2237+030 (tai ZW 2237+030) ja se on saanut lempinimensä Einsteinilta, koska ilmiö oli yksi ensimmäisistä konkreettisista esimerkeistä yleisen suhteellisuusteorian gravitaatiolinssauksesta. Tunnettu havainto—jossa kvasaari näkyy neljässä kuvassa pienen etualan galaksin ympärillä—on ollut tärkeä tutkimuskohde sekä ammatti- että harrastajatähtitieteelle.
Havaintokäytännöt ja miksi harrastajat voivat nähdä sen
Vaikka täydellinen risti näkyy parhaiten pitkällä valotusajalla ja suurella valovoimaisuudella varustetuilla teleskoopeilla, kirkkaimmat komponentit voivat olla havaittavissa myös suuremmilla harrastajateleskoopeilla. Se vaatii:
- erittäin tummaa kaukoputkella esiintyvää taivasta (valosaasteeton yö),
- vähintään ~18 tuuman (noin 45 cm) tai suuremman peilin,
- hyvän näköraon ja vakauden sekä kokemusta himmeiden kohteiden etsimisestä.
Mitä tutkijat seuraavat nyt?
Tutkijat käyttävät Einsteinin ristiä muun muassa seuraaviin asioihin:
- kvasaareihin liittyvän mikrolinsauksen seuranta — kirkkauden vaihtelut paljastavat tähtitiheyttä ja pienten massojen jakautumista etualan galaksissa;
- spektrien ja moniaaltohohtojen tutkimus — eri kuvat voivat näyttää eri spektriominaisuuksia, mikä auttaa ymmärtämään kvasaareja ja niiden ympäristöä;
- kvasaarin sisäisten rakenteiden mittaaminen — esimerkiksi akkretiokiekon ja säteilyn lähteen koon rajoittaminen.
Yhteenvetona Einsteinin risti on sekä visuaalisesti vaikuttava että tieteellisesti merkittävä esimerkki gravitaatiolinsseilmiöstä. Se toimii "luonnonlaboratoriona" gravitaatioilmiöiden, galaksien ja kaukaisten kvasaarejen tutkimukselle.
Einsteinin risti
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on Einsteinin risti?
A: Einsteinin risti on kuva kvasaarista, joka on 8 000 000 000 valovuoden päässä.
K: Kuinka kaukana linssigalaksi ZW 2237+030 on Maasta?
V: ZW 2237+030, linssigalaksi, on vain 400 miljoonan valovuoden päässä Maasta.
K: Kuinka monta kuvaa samasta kaukaisesta kvasaarista näkyy etualalla olevan galaksin ympärillä voimakkaan gravitaatiolinssiutumisen vuoksi?
V: Samasta kaukaisesta kvasaarista näkyy neljä kuvaa etualalla olevan galaksin ympärillä vahvan gravitaatiolinssihavainnon vuoksi.
K: Miksi harrastajatähtitieteilijät tarvitsevat erittäin pimeän taivaan ja suuret kaukoputken peilit nähdäkseen Einsteinin ristin?
V: Amatööritähtiharrastajat tarvitsevat erittäin pimeän taivaan ja suuria kaukoputken peilejä, joiden halkaisija on vähintään 18 tuumaa, nähdäkseen Einsteinin ristin, koska se sijaitsee 8 miljardin valovuoden päässä.
K: Mikä on kvasaarin punasiirtymän merkitys?
V: Kvasaarin punasiirtymä kertoo, että se sijaitsee noin 8 miljardin valovuoden päässä Maasta.
K: Mikä on linssin muodostavan galaksin nimi?
V: Linssigalaksin nimi on ZW 2237+030, joka tunnetaan myös nimellä Huchran linssi.
K: Kuinka monen parsekin päässä on Einsteinin risti?
V: Einsteinin risti on 2 500 000 000 parsekin päässä.
