Über dieses Bild
Einstein-Ringe wie diese entstehen, wenn zwei Galaxien nahezu perfekt hintereinander ausgerichtet sind und das Gravitationsfeld der näheren Galaxie das Licht der weiter entfernten Galaxie in helle Bögen um sich selbst beugt. Dieses besondere Beispiel, SDSS J125028.25+052349, zeigt eine der elegantesten Vorhersagen von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie – dass massive Objekte die Geometrie der Raumzeit krümmen und Licht von seiner geradlinigen Bahn ablenken. Der glatte, leuchtende Bogen, der die Vordergrundgalaxie umgibt, ist in Wirklichkeit ein stark verzerrtes Bild einer viel weiter entfernten Galaxie, das durch die Gravitationslinse zu einem nahezu perfekten Ring gestreckt und vergrößert wurde. Jedes Einstein-Ringsystem bietet Astronomen ein Präzisionsinstrument zur Messung der Gesamtmasse der Linsengalaxie, einschließlich der riesigen Mengen unsichtbarer dunkler Materie, die ihr Gravitationsfeld dominiert.
Wissenschaftliche Bedeutung
SDSS J125028.25+052349 gehört zur SLACS-Stichprobe der Gravitationslinsengalaxien, die insgesamt unser Verständnis der inneren Massenstruktur elliptischer Galaxien verändert haben. Durch die Kombination der Gravitationslinsen-Massenmessung (die die gesamte projizierte Masse innerhalb des Einstein-Ringradius untersucht) mit Messungen der Sterngeschwindigkeitsdispersion aus der Spektroskopie (die das Gravitationspotential auf komplementäre Weise untersuchen) können Astronomen die Beiträge von dunkler Materie und leuchtender Materie zum Gesamtmassenbudget getrennt einschränken. Die Ergebnisse der SLACS-Umfrage zeigten, dass die Gesamtmassenprofile massereicher elliptischer Galaxien einer nahezu universellen Potenzgesetzform nahe der Isotherme (Dichte proportional zu 1/r²) folgen, unabhängig von Galaxiengröße oder Leuchtkraft. Diese bemerkenswerte Gleichmäßigkeit stellt eine starke Einschränkung für Galaxienentstehungsmodelle dar und legt nahe, dass die Prozesse der Sternentstehung und des Aufbaus dunkler Materie zusammenwirken, um über einen weiten Bereich von Galaxienmassen hinweg ein konsistentes Endergebnis zu erzielen.
Beobachtungsdetails
Dieses Bild wurde mit Hubbles Advanced Camera for Surveys (ACS) in den Filtern F435W und F814W (ungefähr B-Band und I-Band) als Teil des Snapshot-Bildgebungsprogramms der SLACS-Umfrage aufgenommen. Der Zwei-Filter-Ansatz ermöglichte es den Astronomen, das blaue Licht der Linsenhintergrundquelle vom röteren Licht der Vordergrundlinsengalaxie zu trennen und so eine saubere Modellierung beider Komponenten zu ermöglichen. Die ACS-Bildgebung war unerlässlich, da die Einstein-Ringradien von SLACS-Linsen typischerweise 1–2 Bogensekunden betragen – zu klein, um mit bodengestützten Teleskopen klar aufgelöst zu werden, aber perfekt für Hubbles Auflösung von 0,05 Bogensekunden geeignet.
Ort im Universum
Konstellation
Jungfrau
Entfernung von der Erde
Linse: ~3 Milliarden Lichtjahre; Quelle: ~8 Milliarden Lichtjahre
Lustige Fakten
- 1
Dieser Einstein-Ring wurde im Rahmen der Sloan Lens ACS (SLACS)-Durchmusterung entdeckt, bei der systematisch Millionen von Galaxienspektren des Sloan Digital Sky Survey durchsucht wurden, um Kandidaten zu identifizieren, bei denen zwei Galaxien in unterschiedlichen Entfernungen zufällig auf derselben Sichtlinie lagen.
- 2
Die nahezu perfekte Ringform bedeutet, dass die Ausrichtung zwischen der Hintergrundgalaxie, der Linsengalaxie und der Erde auf den Bruchteil einer Bogensekunde genau ist – das entspricht der Breite eines menschlichen Haares aus einer Entfernung von etwa 10 Meilen.
- 3
Einstein-Ringsysteme ermöglichen es Astronomen, die im Ringradius eingeschlossene Gesamtmasse mit einer Genauigkeit von nur wenigen Prozent zu messen – was die Gravitationslinse zu einer der präzisesten Massenmessungstechniken in der gesamten Astrophysik macht.
Bildnachweis: NASA, ESA, Hubble-Weltraumteleskop
