Bu çizim, gökbilimciler tarafından çok uzak ve çok sönük gökadaları incelemek için kullanılan yerçekimi merceklenmesi olarak bilinen bir fenomeni tasvir ediyor. Bu şemada ölçeğin büyük ölçüde abartıldığına dikkat edin. Gerçekte, uzak galaksi çok daha uzakta ve çok daha küçük.
Mercek kümeleri, yerçekimi o kadar güçlü olan eliptik gökada kümeleridir ki, arkalarındaki gökadalardan gelen ışığı bükerler. Bu, arka plan gökadasının çarpık ve genellikle birden çok görüntüsünü üretir. Ancak bu bozulmaya rağmen, yerçekimi mercekleri, yerçekimi ışığın yolunu Hubble’a doğru bükerek, ışığı güçlendirerek ve aksi takdirde görünmez nesneleri gözlemlenebilir hale getirdiğinden, büyük ölçüde geliştirilmiş gözlemlere izin verir.
Kredi: NASA, ESA ve L. Calçada
Işık her zaman düz bir çizgide ilerlemez. Einstein’ın Genel Görelilik Kuramı’nda öngördüğü gibi, büyük nesneler uzayın dokusunu deforme edecektir. Işık, bir gökada kümesi gibi bu büyük nesnelerden birinin yanından geçtiğinde, yolu biraz değişir.
Kütleçekimsel merceklenme adı verilen bu etki, yalnızca ender durumlarda görülebilir ve ilgili olguları yalnızca en iyi teleskoplar gözlemleyebilir.
Yerçekimi mercekleri, mercek gövdesinin şekline bağlı olarak farklı şekilli görüntüler üretir. Mercek küresel ise, görüntü bir Einstein halkası (yani bir ışık halkası) olarak görünür (üstte); mercek uzarsa, görüntü bir Einstein haçıdır (dört farklı görüntüye bölünmüş gibi görünür) (ortada) ve mercek Abell 2218 gibi bir gökada kümesiyse, o zaman ışığın yayları ve yayları (muz şeklindeki görüntüler) oluşur (altta). Kredi: Avrupa Uzay Ajansı
Hubble’ın hassasiyeti ve yüksek çözünürlüğü, onun görmesini sağlar. soluk ve uzak yerçekimi mercekleri Bu, görüntüleri Dünya atmosferi tarafından bulanıklaştırılan yer tabanlı teleskoplarla tespit edilemez. Kütleçekimsel merceklenme, orijinal galaksinin her biri karakteristik olarak çarpık muz benzeri bir şekle veya hatta halkalara sahip birden fazla görüntüsüyle sonuçlanır.
Bu görüntünün merkezindeki dev gökada kümesi o kadar çok karanlık madde kütlesi içeriyor ki yerçekimi daha uzaktaki nesnelerin ışığını büküyor. Bu, arka planda çok uzak galaksiler için, kümenin yerçekimi alanının, uzaktaki nesnenin ışığını Hubble’a doğru bükerek ve konsantre ederek bir tür büyüteç gibi davrandığı anlamına gelir. Bu yerçekimi mercekleri, astronomların Hubble’ın görüşünü normalde gözlemleyebileceğinin ötesine genişletmek için kullanabilecekleri bir araçtır. Bu şekilde, Evrendeki ilk gökadalardan bazıları gökbilimciler tarafından incelenebilir. Mercekleme etkisi, küme içindeki maddenin – hem sıradan hem de karanlık madde – dağılımını belirlemek için de kullanılabilir. Kredi: NASA, ESA, J. Richard (CRAL) ve J.-P. Kneib (LAM), Teşekkür: Marc Postman (STScI)
Hubble, bu çoklu yapılardaki ayrıntıları çözen ilk teleskoptu. muz şeklinde yaylar. Keskin görüşü sayesinde lensli arka plan gökadalarının şeklini ve iç yapısını doğrudan ortaya çıkarabilir. Bu şekilde, aynı arka plan nesnesinden gelen farklı yayları – bir galaksi ya da bir süpernova olsun – kolayca eşleştirebilirsiniz.
Kütleleri ‘tartmak’ için kütleçekimsel mercekleme kullanılabilir, çünkü merceklenme miktarı kümenin toplam kütlesine bağlıdır. Bu, galaksi kümelerinde ve dolayısıyla bir bütün olarak Evrende ‘gizli’ karanlık maddenin dağılımına ilişkin anlayışımızı önemli ölçüde geliştirdi. Kütleçekimsel merceğin etkisi aynı zamanda doğru bir ilk adımı da sağladı. karanlık enerjinin gizemini açığa çıkarmak.
Yerçekimi lensleri olarak işlev görür büyütme gözlükleri onları kullanmak mümkün uzak galaksileri incelemek aksi takdirde Dünya’dan çok uzak oldukları için görmek imkansız olacak şekilde erken Evren’den.
hakkındaki makale Evrenin bileşimi Hubble’ın karanlık madde konusundaki çalışmaları hakkında daha fazla ayrıntı var.
“1995’te Hubble ile Abell 2218 gökada kümesini ilk gözlemlediğimizde, esas olarak kümeyi ve gökadalarını incelemeyi hedefledik. Ama bir sürprizimiz var. Görüntüler düzinelerce ve düzinelerce kütleçekimsel merceklenmiş yay gösterdi. Bu ultra keskin görüntüleri meslektaşlarımıza gösterdiğimizde, kozmolojik bir araç olarak kütleçekimsel merceklemeyi kullanmanın önemini hemen anladılar.”
– Richard Ellis, Astronom, Cambridge Üniversitesi ve California Teknoloji Enstitüsü