Rekordně výkonná gravitační čočka zpožďuje záři kvasaru o více než 6 let

Astronomové velmi rádi využívají tzv. gravitační čočky. Jejich princip vychází z Einsteinovy obecné teorie relativity, podle níž všechny částice (tedy i fotony – částice světla) reagují při pohybu na gravitační pole objektů, okolo nichž prolétají. Popsané chování souvisí se zakřivením časoprostoru kolem hmotných těles. Díky tomuto zakřivení fungují gravitační čočky podobně jako dalekohledy a vědci tak mohou pozorovat velmi vzdálené oblasti vesmíru.

V gravitační čočce hraje klíčovou roli čočkující objekt se silnou gravitací, což může být hvězda, galaxie nebo dokonce kupa galaxií. Poslední zmíněná možnost platí i pro velmi malebný gravitační čočkující systém SDSS J1004+4112.

V tomto případě kupa galaxií čočkuje vzdálený kvasar, který je díky tomu vidět v 5 kopiích (4 jasných a 1 slabé), a pak také vzdálené galaxie, které se zobrazují jako „oblouky“, uspořádané kolem středu čočky.

Čočkování se zpožděním

Španělský astronom José Antonio Muñoz Lozano z Univerzity ve Valencii a jeho kolegové se zaměřili na 4 jasné kopie zmíněného kvasaru. „Tyto čtyři kopie vytváří záření skutečného vzdáleného kvasaru, na které působí masivní gravitační pole kupy galaxií SDSS J1004+4112,“ vysvětluje astrofyzik Muñoz. Kupa galaxií je ale ohromný objekt, který tvoří množství galaxií a také různě uspořádaná temná hmota. Výsledné působení gravitace proto není úplně homogenní.

Hubbleův snímek kupy galaxií SDSS J1004+4112, s gravitačním čočkováním kvasaru a galaxie. (foto: ESA, NASA, Keren Sharon, Eran Ofek, CC BY-SA 4.0)

„Trajektorie záření čtyř kopií kvasaru v tomto případě není úplně stejná. Kvůli tomu pozorujeme jednotlivé kopie kvasaru s určitým časovým posunem. Rozdíl mezi kopií, kterou pozorujeme nejdříve a tou poslední, je v tomto případě 6,73 let,“ vysvětluje Muñoz.

TIP: Gravitační čočka nabídla unikátní pozorování čtyř obrazů supernovy

Toto pozorování „zpoždění“ mezi kopiemi kvasaru je přitom největší, jaké jsme kdy u gravitačních čoček zaznamenali. Pro astronomy je to nejen velký úspěch, ale také cenná informace, která prozrazuje leccos zajímavého o struktuře čočkující kupy galaxií a o její temné hmotě, kterou nejspíš obsahuje.