Wszechświat jest ogromny i tajemniczy.
Do odkrywania jego tajemnic używamy teleskopów takich jak Hubble - ale natura także może nam w tym pomóc
Dzięki własnościom światła, które pozwalają nam dostrzec słabe i odległe galaktyki -
galaktyki, których inaczej nie bylibyśmy w stanie zobaczyć.
Odcinek 70: Spojrzenie w odległe zakątki Kosmosu
przedstawia dr J, a.k.a dr Joe Liske
Witajcie! Zapraszam na kolejny odcinek Hubblecast!
Teleskop Hubble'a pozwolił nam uzyskać obraz najdalszych zakątków Wszechświata,
jednak nawet te wspaniałe zdjęcia mają swoje ograniczenia.
Wiemy, że niektóre galaktyki są zbyt odległe i zbyt ciemne, aby ukazać je na nawet najlepszych zdjęciach.
Jak temu zaradzić?
Możemy budować coraz większe teleskopy albo sprytnie wykorzystać jeden z "naturalnych" teleskopów.
Mam na myśli zjawisko zwane soczewkowaniem grawitacyjnym.
Weźmy na przykład galaktykę.
Jest pełna gwiazd, gazu, ciemnej materii i pyłu - jej siła grawitacyjna jest tak ogromna,
że oddziałuje na obszar, w którym się znajduje i zniekształca strukturę otaczającej ją przestrzeni.
Nie tylko galaktyki tak się zachowują.
Każdy obiekt, który ma masę zniekształca przestrzeń wokół siebie dzięki grawitacji: od dużych gromad galaktyk po pojedyncze gwiazdy.
W przestrzeni światło porusza się po liniach prostych.
Ale czym jest linia prosta?
To najkrótsza odległość między dwoma punktami.
Jednak w zakrzywionej przestrzeni najkrótsza odległość między dwoma punktami nie musi wydawać się nam prostą linią.
To oznacza, że gdy promień światła przelatuje w pobliżu masywnego obiektu, który zakrzywia wokół siebie przestrzeń, promień ulega zagięciu.
W wyniku tego obiekt - a raczej grawitacyjnie zakrzywiona przestrzeń wokół niego - działa jak soczewka;
soczewka grawitacyjna odchylająca do teleskopów światło, które w przeciwnym razie nigdy by do nas nie dotarło.
Dzięki temu odchyleniu odległe i ciemne obiekty mogą być widoczne zza krawędzi znajdującej się bliżej "soczewki",
chociaż mogą wyglądać zupełnie inaczej niż tego oczekujemy.
"Soczewkowane" odległe galaktyki widzimy jako łuki na niebie zagięte wokół soczewek.
łuk wokół tej gromady galaktyk to nie błąd fotograficzny, lecz druga, dalej położona galaktyka - zniekształcona, ale widoczna.
W przypadku idealnego położenia obiektów można ujrzeć pierścień światła otaczający potężną galaktykę na pierwszym planie.
Te idealne pierścienie - znane jako pierścienie Einsteina - są tak rzadkie, że dotychczas w zakresie widocznym zauważono ich zaledwie kilkanaście.
Kilka lat temu teleskop Hubble'a zaobserwował jeszcze rzadsze kosmiczne zjawisko -
podwójny pierścień, w którym Hubble dostrzegł światło nie z jednej, lecz z dwóch galaktyk położonych idealnie za bliższą galaktyką.
Soczewkowanie może prowadzić do powstawania dziwnych i zabawnych kształtów.
Weźmy zdjęcie gromady galaktyk Abell 68 wykonane przez teleskop Hubble'a.
Centralna część zdjęcia jest rozmyta i rozciągnięta przez efekt soczewkowania gromady,
lecz w górnym rogu widoczny jest kosmiczny najeźdźca!
Ta zdeformowana galaktyka jest widoczna w dwóch miejscach,
ponieważ światło zanim do nas dotrze podąża dwoma różnymi ścieżkami wokół bliżej położonej galaktyki.
Soczewka grawitacyjna nie tylko rozciąga obraz tła w zabawny kształt,
lecz także je rozjaśnia.
Oznacza to, że dzięki soczewce grawitacyjnej, możemy zobaczyć słabsze - a tym samym dalsze - obiekty niż byłoby to możliwe bez tego efektu.
Obrazy są też powiększone, co pozwala zobaczyć więcej szczegółów - jak wtedy gdy korzystamy ze szkła powiększającego.
To nie jedyny intrygujący efekt, który spowodowany jest soczewkowaniem grawitacyjnym.
Weźmy na przykład te pięć kwazarów sfotografowanych przez teleskop Hubble'a w 2006 roku.
Wszystkie wyglądają na podobne i blisko siebie... być może nawet zbyt podobne.
Nie są to jednak pięcioraczki kwazarów, lecz jeden kwazar widziany pięć razy - ponieważ jego światło jest zakrzywione przez potężną gromadę galaktyk leżącą na pierwszym planie.
Takie wielokrotne obrazowanie jest bardzo przydatne dla astronomów, bo pozwala określić, w jaki sposób dotarło do nas światło z odległego obiektu.
Te dziwne kosmiczne sobowtóry mogą służyć do badania właściwości soczewki grawitacyjnej jak i samego Wszechświata - np. w jaki sposób się rozszerza.
Kampania obserwacyjna Hubble's Frontier Fields, która rozpoczęła się w październiku 2013 roku
połączy moc powiększającą soczewkowania grawitacyjnego z mocą zbierania światła teleskopu Hubble'a, aby zajrzeć głębiej w odległe rejony Wszechświata.
A więc obserwujmy dalej!
Tu dr J, zapraszam na kolejny odcinek Hubblecast. Po raz kolejny natura zaskoczyła nas bardziej niż wyobraźnia.
Hubblecast powstaje w ESA/Hubble w Europejskim Obserwatorium Południowym w Niemczech.
Misja Hubble to międzynarodowy projekt NASA i Europejskiej Agencji Kosmicznej.
www.spacetelescope.org
Transkrypcja: ESA/Hubble. Tłumaczenie: Radosław Kosarzycki