телескоп от 15 дюймов Космический вызов: Крест Эйнштейна

В прошлом месяце я бросил вам вызов, предложив испытание для невооруженного глаза. Сейчас у нас полная противоположность: Крест Эйнштейна.

Одним из предсказаний Общей теории относительности Альберта Эйнштейна 1916 года  было то, что свет от яркого отдаленного источника энергии должен отклоняться, «огибать» крупный объект, расположенный между этим источником и наблюдателем. При этом время, за которое свет достигает наблюдателя, изменится, в результате чего фоновый объект будет выглядеть увеличенным и искаженным.

Так гласит теория Эйнштейна, но как ее проверить? Наиболее крупные близлежащие объекты, известные в то время, например Солнце, одновременно были и очень яркими. Всё, что расположено позади такого объекта, настолько тускло по сравнению с ним, что будет казаться невидимым.

Сэр Артур Стэнли Эддингтон, ведущий британский астрофизик того времени, придумал решение: всё-таки использовать Солнце, но не в произвольный день, а во время полной фазы солнечного затмения, когда диск Луны полностью блокирует слепящую фотосферу. Предстоящее затмение 29 мая 1919 года было идеальным. Не только из-за необычайной продолжительности, но и потому что Солнце располагалось прямо перед звездным скоплением Гиады в Тельце, а значит будет множество звезд в окрестностях Солнца, на которых можно проверить теорию Эйнштейна. И хотя успешность этой экспедиции была под большим вопросом из-за всего — от природных туч и дождей до туч Первой мировой войны — наблюдения Эддингтона зафиксировали рядом с Солнцем те звезды, которые в это время на самом деле должны были находиться позади него. Эйнштейн оказался прав: гравитация может отклонять свет.

Выше: осенняя звездная карта из книги Star Watch Фила Харрингтона.

Выше: поисковая карта рубрики «Космический вызов» этого месяца, взята из книги Cosmic Challenge Фила Харрингтона. Кликните по ссылке, чтобы загрузить версию для печати.

Этот отклоняющий эффект известен сегодня как гравитационное линзирование. На фотографиях, сделанных с помощью космического телескопа «Хаббл», а также многих наземных инструментов, хорошо виден этот эффект: призрачные изображения отдаленных квазаров и галактик, парящие рядом с галактиками переднего плана. Вместо единственного изображения отдаленного квазара гравитационная линза формирует несколько его изображений. В зависимости от формы этой линзы (т.е. гравитационного воздействия на далекий свет) преломленное изображение может быть растянуто и искривлено всевозможными способами. А если галактика расположена идеально по прямой между квазаром и Землей, мы увидим симметричное кольцо квазаров.

С эстетической точки зрения наиболее совершенной гравитационной линзой является крест Эйнштейна, образованный галактикой PGC 69457 (или CGCG 378-15) и квазаром QSO 2237+0305 в Пегасе. PGC 69457 также известна под неофициальным названием Линза Хухры, поскольку ее открыл Джон Хухра, профессор космологии Гарвардского университета. По современным оценкам эта маленькая, во всем остальном непримечательная спиральная галактика располагается в 400 миллионах световых лет от нас. Квазар прячется далеко позади нее на немыслимом расстоянии в 8 миллиардов световых лет. Если бы не гравитационное линзирование, квазар оставался бы скрытым галактикой, поскольку для земного наблюдателя они находятся практически на одной линии. Но Линза Хухры разбивает древний свет квазара на четыре отдельных пути, скользящих по галактике подобно тому, как вода в ручье струится вокруг камня. В итоге получается не одно, а четыре призрачных изображения QSO 2237+0305, которые окружают ядро PGC 69457 практически идеальным ромбом.

Крест Эйнштейна находится южнее «головы» и «шеи» летучего коня (Пегаса) и к западу от Венца Рыб. Чтобы найти его, начните со звезды Бихам [теты (θ) Пегаса] и переместитесь на 5° юго-восточнее к треугольнику, образованному звездами 34, 35 и 37 Пегаса. Продлите линию от 35 до 37 Пегаса в пять раз дальше (2½°) на юго-восток, и она приведет вас к оранжевой звезде 8-й величины SAO 127671. Поместите ее в центр поля и найдите звезду 11-й величины в 6' северо-восточнее. Эта звезда очень удобна для откладывания расстояния, поскольку Крест Эйнштейна находится еще на 6' дальше к северо-востоку.

Выше: зарисовка Креста Эйнштейна через 18-дюймовый (46 см) рефлектор автора на увеличении 411×

Хотя Крест Эйнштейна имеет 15-ю звездную величину, я с трудом вижу его боковым зрением в 18-дюймовый рефлектор при наблюдении в пригороде, где предельная звездная величина для невооруженного глаза составляет 5,0. Но как я ни старался, даже на 411× в те редкие моменты, когда видимость на мгновение проявляла подобную щедрость, всё, что я мог заметить, это тусклый, почти звездоподобный объект, который вы можете видеть на картинке выше. У меня никогда не получалось отделить четыре изображения квазара от галактики; наоборот, все пять расплываются в один объект. Другие наблюдатели сообщают об успехе, увидев одну или две дольки при наблюдении через большие апертуры под безусловно превосходным небом. Абсолютно необходимы высокое увеличение и, следовательно, устойчивая видимость, поскольку угловой размер Креста всего 1,6 угловых секунды.

Обязательно поделитесь результатами на форуме этой колонки!

У вас есть свой интересный сложный объект? Я, как и другие читатели, буду рад узнать о нем, а также о том, что у вас получилось с испытанием этого месяца. Пишите сообщения в комментариях к статье или в обсуждении этой рубрики на форуме.

Помните, что половина удовольствия — это азарт охоты. Игра началась!