Βαρυτικοί Φακοί.

[masgka]

Εκτός από τα λίγα πράγματα που έμαθα πέρυσι ως μαθήτρια της Β’ Λυκείου στο μάθημα της Αστρονομίας (τα οποία αγγίζουν το ελάχιστο), μήπως μπορεί κάποιος να μου πει, τι είναι οι βαρυτικοί φακοί; Ή και να με παραπέμψει κάπου;

[john12345]

Βαρυτικοί φακοί είναι όταν ένα αντικείμενο με μεγάλη μάζα (συνήθως άστρο),καμπυλώνει το φως.Η βαρύτητα του άστρου,καμπυλώνει το χωροχρόνο και το φως ακόμη,κάνοντάς το να αλλάξει πορεία!Έτσι μπορείς να δεις εικόνες ενός αντικειμένο πολλές φορές(όπως ο σταυρός του Αίνσταίν,που είναι ένα κβάζαρ,αλλά στέλνει φως σε διάφορες διευθύνσεις.Το άστρο που βρίσκεται στην ίδια ευθεία με το κβάζαρ, καμπυλώνει το φως,δηλαδή την εικόνα του κβάζαρ,και έτσι σου τη στέλνει 4 εικόνες στο συγκεκριμένο παράδειγμα σε περίπου ένα σημείο,όπως ακριβώς κάνει ένας συγκλείνων φακός.

[Surios]

βαρυτικοί φακοί

 

Ουράνια σώματα πολύ μεγάλης μάζας, όπως γαλαξίες, μαύρες τρύπες κ.λπ., που λόγω του ισχυρότατου πεδίου βαρύτητας που διαθέτουν, εκτρέπουν ή ενισχύουν το φως ή τα ραδιοκύματα άλλων ουράνιων σωμάτων, λειτουργώντας έτσι σαν φακοί σε σχέση μ' έναν γήινο παρατηρητή. Αποτέλεσμα είναι ένα είδος οπτικής απάτης σε κοσμική κλίμακα, καθώς δημιουργούνται διπλά ή και πολλαπλά είδωλα (εικόνες) ενός ουράνιου αντικειμένου, όπως ακριβώς θα συνέβαινε στην περίπτωση ενός οπτικού φακού.

 

Η δημιουργία των βαρυτικών ειδώλων είναι μια συνέπεια της γενικής θεωρίας της σχετικότητας, σύμφωνα με την οποία η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία υφίσταται καμπύλωση όταν διέρχεται από ένα ισχυρό πεδίο βαρύτητας. Το φαινόμενο αυτό έχει παρατηρηθεί πολλές φορές όταν ακτίνες φωτός και ραδιοκύματα περνούν κοντά από τον Ήλιο και οδήγησε ήδη στη δεκαετία του 1930 τον αμερικανό αστρονόμο Φ. Τσβίκι (F. Ζwicky) στη διατύπωση της άποψης ότι ένας γαλαξίας μπορεί να δράσει σαν "φακός" και να δώσει τη διπλή εικόνα ενός άλλου γαλαξία που βρίσκεται πίσω από αυτόν. Απαραίτητες προϋποθέσεις είναι τα δύο ουράνια σώματα και ο παρατηρητής να βρίσκονται στην ίδια ευθεία και η απόσταση ανάμεσα στα δύο βαρυτικά είδωλα να είναι μεγαλύτερη από τη διαχωριστική ικανότητα του τηλεσκοπίου με το οποίο γίνεται η παρατήρηση. Η τελευταία αυτή προϋπόθεση σήμαινε για την εποχή εκείνη που τα μεγάλα τηλεσκόπια σπάνιζαν, ένα αξεπέραστο τεχνικό εμπόδιο, με αποτέλεσμα οι απόψεις του Τσβίκι να μη βρουν απήχηση στους αστρονομικούς κύκλους. Η πρόοδος όμως στην κατασκευή αστρονομικών οργάνων σε συνδυασμό με την ανακάλυψη το 1963 των κβάζαρς , που η μεγάλη τους λαμπρότητα, η σημειακή τους όψη και οι μεγάλες αποστάσεις στις οποίες βρίσκονται, τα καθιστούν ιδανικούς υποψηφίους για βαρυτικά είδωλα, έστρεψε τους αστρονόμους στην εξέτασή τους, με σκοπό την ανακάλυψη του παράδοξου αυτού ουράνιου φαινομένου.

 

Η πρώτη ανακάλυψη βαρυτικών ειδώλων έγινε στις 29 Μαρτίου 1979 από τον άγγλο Ρ. Κάργουελ (R. Carwell) και τους αμερικανούς Ντ. Γουόλς (D. Walsh) και Ρ. Τζ. Γουέιμαν (R.J. Weymann). Επρόκειτο για δύο κβάζαρς που αποτελούν την οπτική εικόνα της ραδιοπηγής 0957+561. Η ανάλυση του φάσματος έδειξε ότι τα δύο κβάζαρς αποτελούν τη διπλή απεικόνιση του ίδιου αντικειμένου. Όσον αφορά το βαρυτικό φακό που παράγει τα δύο είδωλα, εντοπίστηκε ένας αμυδρός γιγάντιος ελλειπτικός γαλαξίας. Η ανακάλυψη αυτή εγκαινίασε μια περίοδο συστηματικής έρευνας 4.000 κβάζαρς, που οδήγησε στον εντοπισμό 18 υποψηφίων για συστήματα βαρυτικών φακών. Η περαιτέρω αξιολόγηση των παρατηρήσεων έδειξε ότι έξι από αυτά τα αστρικά συστήματα είναι χωρίς αμφιβολία βαρυτικοί φακοί, για άλλα τρία οι πιθανότητες προσεγγίζουν το 50%, ενώ στα υπόλοιπα εννέα η κατάσταση παραμένει ακόμη ασαφής. Οι έξι αυτές περιπτώσεις βαρυτικών φακών-ειδώλων είναι:

 

- Το 1981 ο αμερικανός αστρονόμος Ρ. Γκριν (R. Green) ανακάλυψε το τριπλό είδωλο του κβάζαρ ΡG115+080. Ο βαρυτικός φακός που το παράγει είναι ένας πλατυσμένος γαλαξίας, που δεν έχει εξακριβωθεί ακόμη αν είναι ελλειπτικός ή σπειροειδής.

 

- Η επόμενη περίπτωση βαρυτικών ειδώλων ανακαλύφθηκε από τον αμερικανό αστρονόμο Γίντμαν (Weedman). Πρόκειται για δύο αμυδρά είδωλα της πηγής ραδιοκυμάτων 2345+007. Αν και έχει προσδιοριστεί η μάζα του αντικειμένου που προκαλεί την εμφάνιση των βαρυτικών ειδώλων, το ίδιο το αντικείμενο δεν έχει βρεθεί ακόμη. Εικάζεται ότι στην περίπτωση αυτή ο βαρυτικός φακός είναι είτε ένα μη ορατό τεράστιο σύμπλεγμα γαλαξιών είτε μια μαύρη τρύπα τεράστιων διαστάσεων είτε, σύμφωνα με μια τολμηρή νεότερη εκδοχή, μια κοσμική χορδή .

 

- Η επόμενη χρονολογικά ανακάλυψη βαρυτικών ειδώλων δεν παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον.

 

- Η ακόλουθη ανακάλυψη, που αφορά το διπλό είδωλο της πηγής ραδιοκυμάτων 2016+112, είναι πολύ σημαντική. Κατά πρώτο λόγο επειδή η ραδιοπηγή αυτή θα ήταν εν γένει απαρατήρητη. μόνον η ενίσχυση της λαμπρότητάς της από το βαρυτικό φακό την καθιστά ορατή. Κατά δεύτερο λόγο επειδή πρόκειται πιθανότατα για την πρώτη περίπτωση βαρυτικών ειδώλων που έχουν ως πηγή όχι ένα κβάζαρ, αλλά τον πυρήνα ενός γαλαξία Σάιφερ (Seyfert) .

 

- Η προτελευταία χρονολογικά ανακάλυψη είναι τα βαρυτικά είδωλα του κβάζαρ 2237+0305. Ο εντοπισμός τους υπήρξε ιδιαίτερα δυσχερής, γιατί ο γαλαξίας-βαρυτικός φακός που τα παράγει βρίσκεται σε μικρή σχετικά απόσταση και έχει μεγάλη λαμπρότητα.

 

- Η τελευταία χρονολογικά ανακάλυψη βαρυτικών ειδώλων έγινε τον Μάρτιο του 1988. Μια διεθνής αστρονομική ερευνητική ομάδα φωτογράφισε με το διαμέτρου 2,20 μ. τηλεσκόπιο του Ευρωπαϊκού Αστεροσκοπείου του Νοτίου Ημισφαιρίου (ΕSΟ) στη Λα Σίλα (La Silla) της Χιλής την τετραπλή και με μορφή τριφυλλιού απεικόνιση του κβάζαρ Η1413+117. Δεν έχουν εντοπιστεί ακόμη με ακρίβεια τα όρια του βαρυτικού φακού. Υπολογίζεται ότι πρόκειται για ένα γαλαξία μάζας ίσης με 1012 ηλιακές μάζες, στον οποίο επικρατεί η λεγόμενη σκοτεινή ύλη , που συναντάται σε πολλά μέρη του σύμπαντος.

 

Αξίζει να αναφερθεί ότι μια ειδική κατηγορία βαρυτικών ειδώλων προκύπτει όταν ο βαρυτικός φακός, το αντικείμενο που απεικονίζεται και ο γήινος παρατηρητής βρίσκονται σε τέλεια ευθυγράμμιση. Το οπτικό αποτέλεσμα που παράγεται τότε είναι ένας φωτεινός δακτύλιος, που ονομάζεται δακτύλιος Αϊνστάιν. Μέχρι πρόσφατα οι ανακαλύψεις δακτυλίων Αϊνστάιν περιορίζονταν στην περιοχή των ραδιοκυμάτων και αυτό γιατί στην ορατή περιοχή του φάσματος η ανακάλυψη δυσχεραίνεται από το φως του βαρυτικού φακού που συνήθως σκεπάζει το δακτύλιο. Αντίθετα, στην περιοχή των ραδιοκυμάτων ο βαρυτικός φακός είναι στις περισσότερες περιπτώσεις αόρατος και ο δακτύλιος της πηγής εμφανίζεται καθαρά στον παρατηρητή. Το 1991 παρατηρήθηκε για πρώτη φορά ένας δακτύλιος Αϊνστάιν στην ορατή περιοχή του φάσματος, με πηγή τον γνωστό από ραδιοαστρονομικές παρατηρήσεις κβάζαρ ΜG 1131+0456.

 

Πηγή: Ηλεκτρονική Εγκυκλοπαίδεια Επιστήμη & Ζωή

[masgka]

Ευχαριστώ!!!