Вселенная нашпигована гравитационными линзами

Искривление лучей удаленного гамма-источника гравитационной линзой. Иллюстрация Physorg

Иоганн Кеплер (1571–1630) считается ученым, чьи работа ознаменовали отход европейской мысли от астрологии к астрономии. Именно Кеплер дал название яркой вспышке на небе, посчитав, что это звездный взрыв, который привел к возникновению сверхновой звезды (SN – Super Nova). Считается также, что Кеплер дал основы точного расчета затмений, одно из которых через три века привело к подтверждению общей теории относительности (ОТО) Альберта Эйнштейна.

В ОТО утверждается единство пространства-времени (континуума), по которому пробегают гравитационные волны, а также влияние больших масс на прямолинейное распространение световых лучей. В послевоенный 1919 год англичанин Артур Эддингтон, наблюдая затмения Солнца, действительно зафиксировал отклонения луча света, идущего от далекой звезды. Это стало подтверждением существования так называемых гравитационных линз. Через два года после этого Эйнштейну дали Нобелевскую премию (правда, за математическое обоснование фотоэффекта, «работающего в фотоэлементах и солнечных батареях), а Эддингтона избрали в нашу Российскую академию наук.

С тех пор гравитационные линзы перестали быть астрофизическими уникумами. О регистрации очередной из них сообщила уже в этом году команда орбитального телескопа Хаббл. Телескоп имеет широкоугольную камеру (WFC – Wide Field Camera) и получает изображения, используя пять различных фильтров, улавливающих ионизированные кислород и азот с водородом.

Известно, что любвеобильный Зевс «прикидывался» не только орлом и сатиром, но также лебедем в случае с красавицей Ледой. В память об этом античные греки вознесли громовержца Лебедя (Cygnus) в виде созвездия на небо, удаленного от Земли на 2400 световых лет. Несколько тысяч лет назад (от 5 до 15, по разным оценкам) одна из звезд взорвалась, дав SN, остатки которой в виде тяжей-филаментов ионизированного газа образовали туманности Вуаль (Veil) и Петля (Loop). Общая масса этих деталей достигает 20 солнечных, а площадь равна 40 дискам полной Луны. Все это делает данный небесный объект очень удобным для разного рода наблюдений. Если иметь в виду Петлю, то она имеет восточную и западную полудуги и несколько смещенный центр.

Туманность Вуаль с ионизированными кислородом, азотом и водородом. Иллюстрация Physorg

Авторы открыли линзу, наблюдая за одним из источников мощного гамма-излучения, GRB (Gamma-Ray Burst). Его генерируют события в глубинах космоса, плотность энергии которых определяют как «не имеющую размерности» (dimensionless). Речь может идти в данном случае о сингулярности, возникающей при сборе массы «в кулачок». Например, сжатие массы нейтронной звезды, которая может и дальше коллапсировать (сжиматься) с образованием черной дыры. А может и взорваться, дав новую Super Nova. Можно напомнить, что GRB были открыты после 2000 года, а сегодня их уже насчитывается не менее 10 тыс.

Черная дыра, открытая благодаря гравитационной линзе, искривляющей гамма-потоки, может со временем стать центром образования («зерном») будущей галактики. Считается, что в центрах практически всех галактических образований, в том числе и Млечного Пути, присутствуют организующие их черные дыры. Тем самым линзы становятся еще одним из инструментов исследования космоса.

К этому можно добавить, что первые черные дыры стали возникать примерно через миллиард лет после Большого взрыва. Впрочем, некоторые ученые полагают, что эти темные образования «предсуществовали» и до Big Bang.