Info over deze afbeelding
Einstein ringen zoals deze vorm wanneer twee sterrenstelsels bijna perfect uitgelijnd zijn, de een achter de ander, en het gravitatieveld van het dichtere sterrenstelsel buigt het licht van het meer afgelegen sterrenstelsel naar heldere bogen om zich heen. Deze bijzondere Einstein ring, SDSS J120540, vertegenwoordigt een van de meest elegante demonstraties van de natuur van de algemene relativiteitstheorie, de theorie Albert Einstein gepubliceerd meer dan een eeuw geleden voorspellend dat massieve objecten vervormen het weefsel van de ruimtetijd en buigen de paden van het licht passeren in de buurt van hen. De bijna-perfecte cirkelboog gevormd door het vervormde licht van het sterrenstelsel op de achtergrond duidt op een buitengewoon nauwkeurige uitlijning tussen de twee sterrenstelsels, het soort kosmisch toeval dat slechts een paar keer voorkomt over de gehele waarneembare hemel. Deze gravitatielenzen dienen als kosmische schalen, waardoor astronomen de voorgrondstelsels kunnen wegen door te meten hoeveel het het licht buigt dat er omheen gaat.
Wetenschappelijke betekenis
Einstein ringen bieden een van de meest directe en modelonafhankelijke methoden voor het meten van de totale massa van sterrenstelsels, inclusief de donkere materie die de meerderheid van hun gravitatie-invloed vormt. De geometrie van de ring, zijn straal, ellipticiteit en helderheidsverdeling codeert nauwkeurige informatie over de massaverdeling van het lenzenstelsel, waardoor astronomen de donkere materie halo kunnen onderzoeken die zich ver buiten de zichtbare sterren uitstrekt. De bijna volledige ringgeometrie van SDSS J120540 duidt op een bijna perfecte uitlijning en een relatief symmetrische massaverdeling in het lensstelsel, waardoor het een ideaal geval is voor het testen van algemene relativiteit op extragalactische weegschalen. Vergelijkende studies van Einstein ringen bij verschillende roodverschuivingen hebben aangetoond hoe de massaprofielen van sterrenstelsels evolueren in de kosmische tijd, waaruit blijkt dat donkere materie halo's groter worden naarmate melkwegstelsels verouderen en samensmelten met hun buren. Deze gravitatielenssystemen vergroten ook de achtergrondbronstelsels, waardoor studies mogelijk zijn van verre sterrenstelsels die anders te zwak zouden zijn voor gedetailleerde spectroscopische analyse.
Opmerkingen
Deze afbeelding is vastgelegd met behulp van Hubble's Advanced Camera for Surveys (ACS) in zichtbare lichtfilters als onderdeel van het Sloan Lens ACS (SLACS) onderzoek, een systematische zoektocht naar zwaartekrachtlenzen onder spectroscopisch geïdentificeerde kandidaten uit de Sloan Digital Sky Survey. De ACS heeft de hoekresolutie verstrekt die nodig is om de ringstructuur op te lossen en te scheiden van het licht van het lensstelsel van de voorgrond. Om de volledige omvang van de Einsteinring te onthullen was een zorgvuldige aftrekken van het gladde lichtprofiel van de voorgrond melkweg nodig. Vervolgspectroscopie bevestigde de rode verschuivingen van zowel de lens als de bronstelsels, waarbij de fysische geometrie van het lenssysteem werd vastgesteld.
Locatie in het heelal
Constellatie
Maagd
Afstand tot de aarde
Lens: ~2 miljard lichtjaar; Bron: ~6 miljard lichtjaar
Leuke feiten
- 1
Einstein zelf geloofde dat gravitatielenzen nooit zouden worden waargenomen omdat de vereiste uitlijning zo nauwkeurig is.
- 2
De ringvorm vormt zich alleen wanneer de uitlijning tussen de achtergrondbron, het lenzenstelsel en de Aarde bijna perfect is, zelfs een lichte verschuiving transformeert de ring in gedeeltelijke boog of meerdere verschillende beelden van het achtergrondstelsel.
- 3
Door de straal en helderheid van de Einsteinring te meten, kunnen astronomen de totale massa van het lenzenstelsel berekenen, met inbegrip van de onzichtbare donkere materie halo met opmerkelijke precisie, onafhankelijk van alle aannames over het sterrenstelsel gehalte.
Beeld door: NASA, ESA, Hubble Ruimtetelescoop
