Гравитационная линза позволила разглядеть одну очень далекую галактику

Японские астрономы при помощи данных с телескопа ALMA (Atacama Large Millimeter Array) смогли впервые описать внутреннее строение очень далекой галактики SDP.81, расположенной в 11,7 миллиардах световых лет от Земли. Детальное изучение такого далекого объекта оказалось возможным благодаря «фокусировке» света в гравитационной линзе от сверхмассивной черной дыры. Исследование описано в релизе на официальном сайте ALMA, а полная статья принята к публикации в Publications of the Astronomical Society of Japan.

Авторы использовали данные, полученные ALMA в октябре 2014 года. Благодаря эффекту гравитационной линзы от черной дыры, расположенной в 3,4 миллиардах световых лет, ученые наблюдали так называемое «кольцо Эйнштейна». Излучение от галактики SDP.81, искривленное сильным гравитационным притяжением черной дыры, с Земли выглядит, как кольцо вокруг темного участка неба.

Гравитационная фокусировка делает объект существенно ярче, но также сильно искажает его наблюдаемую форму. Для того, чтобы восстановить из кольца Эйнштейна изначальный облик галактики, авторы создали компьютерную модель гравитационной линзы. Добившись совпадения результатов моделирования с экспериментально наблюдаемой картиной, ученые сделали вывод о предполагаемом строении SDP.81.

Так, авторы указали на существование нескольких звездообразующих пыле-газовых облаков диаметром 200-500 световых лет в эллиптической области размером около 5000 световых лет. Эти параметры совпадают с тем, что наблюдается в более близких галактиках, в том числе — Млечном Пути. Также по структуре «центрального пятна» в кольце Эйнштейна ученые оценили массу «линзирующей» черной дыры, она оказалась равна 300 миллионам массы Солнца.

Изображение SDP.81 удавалось получить и раньше, например, при помощи телескопа Хаббл. Однако разрешения было недостаточно для детального изучения внутренней структуры галактики. При помощи ALMA и гравитационного линзирования астрономам удалось установить рекорд в детализации столь удаленных объектов.