Tin tức Vũ trụ TV

Các nhà thiên văn tìm thấy một Pulsar ‘tăng sức mạnh’ bị chôn vùi trong hai thập kỷ

Ngày:
Th6 03, 2020
Tóm lược:

Các nhà thiên văn học đã sử dụng sáng tạo thời gian của họ trong khi trú ẩn tại nhà do đại dịch bằng cách kết hợp thông qua dữ liệu lưu trữ của Đài thiên văn WM Keck và NASA. Họ đã khám phá lại vòng Einstein đầu tiên và thấy khoảng cách của nguồn không bao giờ được đo. Các nhà nghiên cứu là những người đầu tiên thực hiện phép tính và tìm thấy quasar cách xa 10 tỷ năm ánh sáng, hoặc dịch chuyển đỏ z = 1.849.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

MỘT HÌNH ẢNH RADIO CỦA MG 1131 + 0456, VÒNG EINSTEIN ĐƯỢC BIẾT ĐẾN ĐẦU TIÊN ĐƯỢC QUAN SÁT VÀO NĂM 1987 BẰNG CÁCH SỬ DỤNG MẢNG RẤT LỚN.
TÍN DỤNG HÌNH ẢNH: VLA
MỘT HÌNH ẢNH RADIO CỦA MG 1131 + 0456, VÒNG EINSTEIN ĐƯỢC BIẾT ĐẾN ĐẦU TIÊN ĐƯỢC QUAN SÁT VÀO NĂM 1987 BẰNG CÁCH SỬ DỤNG MẢNG RẤT LỚN.
TÍN DỤNG HÌNH ẢNH: VLA

Quyết tâm tìm kim trong một đống cỏ vũ trụ, một cặp nhà thiên văn học đã đi qua kho lưu trữ dữ liệu cũ từ Đài thiên văn WM Keck trên Mauankea ở Hawaii và dữ liệu X-quang cũ từ Đài quan sát tia X Chandra của NASA để mở khóa một bí ẩn xung quanh, ống kính, quasar bị che khuất nặng nề.

Thiên thể này là một thiên hà đang hoạt động phát ra một lượng năng lượng khổng lồ do một vật liệu nuốt chửng lỗ đen, bản thân nó là một vật thể thú vị. Tìm kiếm một ống kính hấp dẫn, làm cho nó trông sáng hơn và lớn hơn, đặc biệt thú vị. Mặc dù có hơn 200 quasar không bị che khuất hiện được biết đến nhưng số lượng quasar bị che khuất được phát hiện là ở các chữ số. Điều này là do lỗ đen cho ăn khuấy động khí và bụi, che giấu chuẩn tinh và gây khó khăn cho việc phát hiện trong các khảo sát ánh sáng nhìn thấy được.

Các nhà nghiên cứu không chỉ phát hiện ra một quasar loại này, họ còn tìm thấy vật thể này là chiếc nhẫn Einstein được phát hiện đầu tiên, có tên MG 1131 + 0456, được quan sát vào năm 1987 với mạng kính viễn vọng vô tuyến Very Large Array ở New Mexico. Đáng chú ý, mặc dù được nghiên cứu rộng rãi, khoảng cách hoặc dịch chuyển của quasar vẫn là một dấu hỏi.

“Khi chúng tôi đào sâu hơn, chúng tôi đã ngạc nhiên rằng một nguồn sáng và nổi tiếng như vậy không bao giờ có khoảng cách đo được cho nó”, Daniel Stern, nhà khoa học nghiên cứu cao cấp tại Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của NASA và tác giả của nghiên cứu cho biết. “Có một khoảng cách là bước đầu tiên cần thiết cho tất cả các loại nghiên cứu bổ sung, chẳng hạn như sử dụng ống kính làm công cụ đo lường lịch sử giãn nở của vũ trụ và làm đầu dò cho vật chất tối.”

Stern và đồng tác giả Dominic Walton, STFC Ernest Rutherford Fellow tại Viện Thiên văn học của Đại học Cambridge (Anh), là những người đầu tiên tính toán khoảng cách của quasar, cách đó 10 tỷ năm ánh sáng (hoặc dịch chuyển đỏ z = 1.849 ).

Kết quả được công bố trên tạp chí The Astrophysical Journal Letters .

“Toàn bộ bài viết này là một chút hoài niệm đối với tôi, khiến tôi nhìn vào những bài báo từ những ngày đầu khởi nghiệp, khi tôi còn học cao học. Bức tường Berlin vẫn còn khi chiếc nhẫn Einstein này được phát hiện lần đầu tiên và tất cả dữ liệu được trình bày trong bài báo của chúng tôi là từ thiên niên kỷ trước, “Stern nói.

PHƯƠNG PHÁP

Vào thời điểm nghiên cứu, các kính viễn vọng trên khắp hành tinh đã bị đóng cửa do đại dịch coronavirus (Đài thiên văn Keck đã mở cửa trở lại vào ngày 16 tháng 5); Stern và Walton đã tận dụng thời gian kéo dài của họ ở nhà để sáng tạo khoa học bằng cách tìm hiểu dữ liệu từ Nhà thám hiểm hồng ngoại trường rộng (WISE) của NASA để tìm kiếm các quasar bị che khuất, bị che khuất nghiêm trọng. Mặc dù bụi che giấu hầu hết các thiên hà hoạt động trong các khảo sát ánh sáng khả kiến nhưng bụi che khuất làm cho các nguồn đó rất sáng trong các khảo sát hồng ngoại, như được cung cấp bởi WISE.

Mặc dù các quasar thường ở rất xa, các nhà thiên văn học có thể phát hiện ra chúng thông qua thấu kính hấp dẫn, một hiện tượng hoạt động như kính lúp của thiên nhiên. Điều này xảy ra khi một thiên hà gần Trái đất hoạt động như một thấu kính và làm cho quasar phía sau nó trông cực kỳ sáng. Trường hấp dẫn của thiên hà gần hơn làm cong không gian, uốn cong và khuếch đại ánh sáng của chuẩn tinh trong nền. Nếu căn chỉnh vừa phải, điều này sẽ tạo ra một vòng tròn ánh sáng gọi là vòng Einstein, được dự đoán bởi Albert Einstein vào năm 1936. Thông thường hơn, thấu kính hấp dẫn sẽ khiến nhiều hình ảnh của vật thể nền xuất hiện xung quanh vật thể phía trước.

Ví dụ về thấu kính hấp dẫn vòng Einstein được chụp bằng Kính viễn vọng Không gian Hubble. Tín dụng hình ảnh: Nhóm khảo sát của NASA / ESA / SLACS: A. Bolton (Harvard / Smithsonian), S. Burles (MIT), L. Koopmans (Kapteyn), T. Treu (UCSB), L. Moustakas (JPL / Caltech)
Ví dụ về thấu kính hấp dẫn vòng Einstein được chụp bằng Kính viễn vọng Không gian Hubble.
Tín dụng hình ảnh: Nhóm khảo sát của NASA / ESA / SLACS: A. Bolton (Harvard / Smithsonian), S. Burles (MIT), L. Koopmans (Kapteyn), T. Treu (UCSB), L. Moustakas (JPL / Caltech)

Khi Stern và Walton đã khám phá lại MG 1131 + 0456 bằng WISE và nhận ra khoảng cách của nó vẫn còn là một bí ẩn, họ đã tỉ mỉ tìm hiểu dữ liệu cũ từ Lưu trữ Đài quan sát Keck (KOA) và tìm thấy Đài quan sát 7 lần từ năm 1997 đến 2007. Máy quang phổ hình ảnh (LRIS) trên kính viễn vọng Keck I, cũng như Máy quang phổ cận hồng ngoại (NIRSPEC) và Máy quang phổ Echellette và Imager (ESI) trên kính viễn vọng Keck II.

“Chúng tôi đã có thể trích xuất khoảng cách từ bộ dữ liệu sớm nhất của Keck, được chụp vào tháng 3 năm 1997, trong những năm đầu của đài thiên văn,” Walton nói. “Chúng tôi rất biết ơn Keck và NASA vì những nỗ lực hợp tác của họ để cung cấp dữ liệu Keck hơn 25 năm cho công chúng trên thế giới. Bài báo của chúng tôi sẽ không thể thực hiện được nếu không có điều đó.”

Nhóm nghiên cứu cũng đã phân tích dữ liệu lưu trữ của NASA từ Đài thiên văn tia X Chandra năm 2000, trong năm đầu tiên sau khi nhiệm vụ được phát động.

BƯỚC TIẾP THEO

Với khoảng cách MG 1131 + 0456 đã được biết đến, Walton và Stern đã có thể xác định khối lượng của thiên hà được thấu kính với độ chính xác tinh tế và sử dụng dữ liệu Chandra để xác nhận mạnh mẽ tính chất bị che khuất của chuẩn tinh, xác định chính xác lượng khí can thiệp nằm giữa chúng ta và vùng trung tâm phát sáng của nó.

“Bây giờ chúng ta có thể mô tả đầy đủ hình học độc đáo, tình cờ của chiếc nhẫn Einstein này,” Stern nói. “Điều này cho phép chúng tôi thực hiện các nghiên cứu tiếp theo, chẳng hạn như sử dụng Kính thiên văn không gian James Webb sắp ra mắt để nghiên cứu các tính chất vật chất tối của thiên hà thấu kính.”

Bước tiếp theo của các nhà khoa học là tìm ra các quasar có thấu kính thậm chí bị che khuất nhiều hơn so với MG 1131 + 0456. Việc tìm ra những chiếc kim đó sẽ còn khó hơn nữa, nhưng chúng đang chờ được khám phá. Những viên đá quý vũ trụ này có thể cho chúng ta hiểu sâu hơn về vũ trụ, bao gồm cả sự hiểu biết sâu sắc hơn về cách các lỗ đen siêu lớn phát triển và ảnh hưởng đến môi trường xung quanh chúng.

Tuân thủ khoảng cách xã hội trong bối cảnh đại dịch COVID-19, các nhà thiên văn học Dominic Walton (trái) và Daniel Stern (phải) đã hợp tác từ xa thông qua Zoom để tiến hành nghiên cứu về quasar MG 1131 + 0456 bị che khuất và xác định khoảng cách của nó. Tín dụng hình ảnh: D. Stern, NASA JPL / D. Walton, Đại học Cambridge IoA
Tuân thủ khoảng cách xã hội trong bối cảnh đại dịch COVID-19, các nhà thiên văn học Dominic Walton (trái) và Daniel Stern (phải) đã hợp tác từ xa thông qua Zoom để tiến hành nghiên cứu về quasar MG 1131 + 0456 bị che khuất và xác định khoảng cách của nó.
Tín dụng hình ảnh: D. Stern, NASA JPL / D. Walton, Đại học Cambridge IoA

Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Đài thiên văn WM Keck . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.


Tạp chí tham khảo :

  1. Daniel Stern, Đaminh J. Walton. Một dịch chuyển đỏ cho vòng Einstein đầu tiên, MG 1131 0456 . Tạp chí Vật lý thiên văn , 2020; 895 (2): L38 DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ab922c

Bài viết liên quan

Bài viết mới