Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff
(Originalartikel unter www.cfa.harvard.edu)
Auf der linken Seite ist ein Bild im nahen Infrarot eines Quasars zu sehen, dessen Licht für etwa 10 Milliarden Jahre unterwegs gewesen ist und das durch eine auf dem Weg gelegene Galaxie in vier Bilder des gleichen Quasars aufgespalten wurde (durch den Gravitationslinseneffekt). Das rechte Bild zeigt die lichtschwache, im Weg liegende Galaxie nach Abzug der vier Quasarbilder.
Anguita et al. 2018
Der von Licht genommene Weg wird durch Masse gekrümmt, ein Effekt, den Einsteins Theorie der Gravitation voraussagte, und wenn eine massereiche Galaxie oder Galaxiencluster entlang unserer Sichtlinie zu einer weiter entfernten Galaxie liegt, wirkt dessen Materie als Linse, um das Licht von diesem Objekt abzubilden. Der sogenannte starke Gravitationslinseneffekt bringt stark verzerrte, vergrößerte und oft mehrere Bilder einer einzelnen Quelle hervor. (Der starke Gravitationslinseneffekt ist von dem schwachen Effekt zu unterscheiden, der gering deformierte Bilder von Hintergrundgalaxien liefert.) Quasare sind Galaxien mit massereichen Schwarzen Löchern in ihren Kernen, um die herum gewaltige Mengen an Energie abgestrahlt werden, mehr als von der restlichen Heimatgalaxie. Ihre Leuchtkräfte erlauben, daß Quasare über kosmische Entfernungen gesehen werden und sie sind demzufolge geeignete Kandidaten für einen starken Linseneffekt, mit bislang ein paar Hundert bekannten, durch den Gravitationslinseneffekt abgebildeten Quasaren. Diese haben nicht nur über Quasare und das Abbilden selbst, sondern auch über die Kosmologie wertvolle Informationen geliefert, weil das Licht der fernen Objekte auf gekrümmten Wegen über kosmologische Entfernungen hinweg unterwegs gewesen ist.
CfA-Astronom David James gehörte einem großen internationalen Team an, daß systematisch nach neuen, durch den Gravitationslinseneffekt abgebildete Quasare gesucht hat. Sie nutzten die den ganzen Himmel umfassende Infrarot-Durchmusterung des Satelliten WISE, um Kandidaten zu suchen, deren Infrarotfarben nahelegten, daß es sich um Galaxien mit aktiven Kernen (wie Quasare) handelt. Sie bearbeiteten Aufnahmen dieser Kandidaten mit einem hochentwickelten mathematischen Verfahren auf der Suche nach Hinweisen für das Vorkommen ihrer Mehrfach-Komponenten, wie es von einem Gravitationslinsensystem zu erwarten wäre und verfolgten diese Untergruppe mit spektroskopischen und erdbasierten bildgebenden Beobachtungen von höherer räumlicher Auflösung als WISE. In dem ursprünglichen Datensatz von 54 Kandidaten fanden sie zwei, deren Spektren bestätigten, daß es sich um gravitativ abgebildete Quasare handelte, einer mit vier und einer mit zwei zusätzlichen Bildern, deren Licht für ungefähr zehn Milliarden Jahre zu uns unterwegs gewesen ist. Die Bilder in diesen beiden Fällen zeigten auch Spuren der den Gravitationslinseneffekt hervorrufenden Galaxie, eine wichtiger Nachweis zur Bestätigung des behaupteten Gravitationslinseneffekts, auch wenn die Galaxien zu lichtschwach waren, um von ihnen Entfernungsmessungen zu erhalten. Die Forscher entdeckten weitere sieben Objekte, bei denen es sich wahrscheinlich um doppelt abgebildete Quasare handelt, doch müssen weitere Untersuchungen durchgeführt werden, um diese Ergebnisse zu bestätigen.
Literatur:
„The STRong lensing Insights into the Dark Energy Survey (STRIDES) 2016 Follow-up Campaign – II. New quasar lenses from double component fitting“
T. Anguita et al.
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 480, 5017, 2018
oder
arXiv:1805.12151v1 [astro-ph.GA] 30 May 2018
