АНКа Дня: Выпуск N94

---

28.08.2008. "Котик, чеширчик ...."

(из статьи Белокурова и др. [Belokurov et al.] arXiv:0806.4188).

Авторы нашли красивую и интересную гравитационную линзу, которую назвали "Чеширский кот". Две галактики на z = 0.426 и 0.432 линзируют два далеких источника на z=0.97 и z>1.4.

Гравитационное линзирование - хорошо известный феномен. Электромагнитные волны (например, световые лучи) от источника отклоняются в гравитационном поле массивного тела (линзы). В итоге мы можем видеть колебания блеска (например, в случаях микролинзирования) или же возникает искажение изображения источника. На рисунках внизу показано несколько примеров, а также даны схемы линзирования.

Рисунок 2. Схема линзирования. Так формируется картинка, показанная на рисунке 3.

Источниками и линзами могут быть самые разные астрономические объекты, от планет до скоплений галактик. Например, экзопланеты с малыми массами (порядка земной) обнаруживаются методом микролинзирования. В данном случае планета играет роль линзы, а далекая звезда - источника.

Рисунок 3. Линзирование на скоплении галактик.

Кресты и кольца Эйнштейна обычно наблюдаются при линзировании света далеких галактик или квазаров на более близких массивных галактиках. Таких примеров известно уже достаточно много. Иногда достаточно трудно показать, что мы видим не два разных квазара, и лишь два изображения одного и того же объекта.

Рисунок 4. Схема линзирования. Показано, как происходит формирование нескольких изображений одного источника. Так возникат кресты Эйнштейна (рисунок 5). А иногда возникает кольцо Эйнштейна (рис. 6).

Искажения формы при линзировании могут быть достаточно причудливыми. Авторы рассматриваемой статьи обнаружили очень красивый пример (основной рисунок и рисунок 7). Отмечу, что они не преминули сослаться на произведение Кэррола 1866 года (одна из самых экзотических ссылок, которую я видел).

Рисунок 5. Крест Эйнштейна.

Рисунок 6. Кольцо Эйнштейна.

На нижнем рисунке "Чеширский кот" показан не крупным планом, а на фоне звезд. Для поисков линз авторы использовали Слоановский Цифровой Обзор Неба (SDSS). Результаты своего систематического поиска они суммируют в проекте CASSOWARY (The CAmbridge Sloan Survey Of Wide ARcs in the skY). "Чеширский кот" в этом проекте именуется CASSOWARY2 (под номеров один фигурирует линза "Подкова"). Авторов особо интересуют широкие линзированные изображения (более 3 угловых секунд, например, морда Чеширского кота имеет размер около 25 угловых секунд), т.к. этот класс объектов пока недостаточно исследован: обычно внимание уделялось тесным линзам. Широкие изображение интересны по нескольким причинам. Во-первых, чем больше расстояние между разными частями линзированного изображения, тем больше масса галактики-линзы. Т.е., изучая широкие изображения, мы можем получить информаию о самых массивных галактиках-линзах. Затем, гравитационная линза не только искажает изображение, но и усиливает его (как и обычная собирающая линза, см. схемы на рисунках вверху). Т.о., можно изучать самые яркие галактики на больших красных смещениях. В-третьих, такие системы легко моделировать, т.к. изображения находятся вне самой линзы. Наконец, статистика широких линзированных изображений дает важную информацию о формировании структуры во Вселенной.

Рисунок 7. "Чеширский кот" в интерьере.

"Фотографии кота" получены на 2.5-метровом телескопе Исаака Ньютона. Что же мы собственно видим. Глаза кота - это две гигантские эллиптические галактики. Они ответственны за основную часть линзирования. Галактики находятся на красных смещениях 0.426 и 0.432 примерно в 15 Мпк друг от друга. Левый контур головы кота (голубоватый на снимке) связан с линзированием галактики, находящейся на z=0.97. Улыбка кота и правый контур - это результат линзирования более далекого источника, который имеет красное смещение как минимум больше 1.4. Линзы существенно усилили оба источника. Тот, который ближе к нам усилен примерно в 15 раз, а более далекий - в 45 раз! Это и не удивительно: масса линз (она сосредоточена всего в 11 угловых секундах) составляет 33 000 миллиарда солнечных масс и примерно на порядок превосходит массу Местной группы галактик.