A VEGA 107-ik számában írtunk a gravitációs fényelhajlás jelenségéről (nem keverendő össze az optikai fényelhajlással v. más nevén diffrakcióval) és az Einstein-gyűrűkről. Ez az írás a VCSE-honlapon is megjelent rövidebben: http://vcse.hu/einstein-gyuruk-csizmadia-szilard/.

 

A Nap Csillagászati Képe (Astronomy Picture of the Day, APOD) ma egy, a Hubble Űrtávcső által készített ESA/Hubble felvétel. A kép közepétől kissé lejjebb, egy spirális galaxistól felfelé és balra egy furcsa képződmény látható: egy középen lévő halványabb galaxismagféleség, amit egy halovány gyűrű vesz körbe, és a gyűrűn, egymástól pontosan 90°-kra négy egyforma fényes csillag látható.

Valójában ezek nem csillagok. Színképük elemzése elárulta, hogy egy és ugyanazon távoli kvazárnak a négyszeres képe. A kvazár neve: HE0435-1223.

Egy közelebbi galaxis helyezkedik el köztünk és a távoli kvazár között. A galaxis elhajlítja a kvazár képét, és az négyszeresen is leképződik felénk. Azért nem keletkezik Einstein-gyűrű, hanem helyette négy kép, mert itt a lencsét alkotó galaxis nem tekinthető pontszerű objektumnak, hanem elnyúlt alakú  és tömegeloszlású, valamint a kvazár sem a galaxis centruma mögött látszik, hanem attól eltolódva valamerre. A fénysugarak pályáját felrajzolva kapjuk meg a négyszeres képet.

Mivel a négy kvazárkép mindegyike kissé más távolságban és úton halad el a galaxistól, nem ugyanazt az úthosszat teszik meg hozzánk: egyik rövidebb, másik hosszabb úton ér el minket. A kvazárok gyakran mutatnak fényességváltozásokat: hirtelen kifényesednek és utána elhalványodnak. Ez a kvazárban egy és ugyanazon időben történik, de mi a négy képen különböző időpontokban látjuk, mert a fénynek különböző időtartamokra van szüksége ahhoz, hogy a különböző úthosszakat befussa.

A mért időkülönbségekből ki lehet számítani ezeket az úthosszakat, és mivel óriási távolságokról és távolságkülönbségekről van szó, már számít, hogy időközben mennyit is tágult az Univerzum, miközben a kvazár fénye ideért hozzánk a négy különböző útvonalon? Ezért a tágulás ütemének becslésére igen jól felhasználhatók az ilyen többszörös képet adó kvazárok. Öt ilyen többszörös képet adó kvazár-galaxis párból már 3,5%-knál pontosabban lehet mérni a Hubble-állandó értékét, egyben a gyorsulva táguló Univerzumra vonatkozó Lambda paramétert is pontosan meg lehet velük határozni (https://arxiv.org/pdf/1607.00017.pdf).

Mintegy tucatnyi ilyen gravitációs lencsehatás által létrejött többszörös kvazár- vagy galaxishalmazképet ismerünk. Van, ahol csak kettő vagy három, másutt négy vagy hat kép is keletkezik.