Prijeđite na glavni sadržaj

Gravitacijska leća snimljena teleskopima MAGIC

4.11.2016.

Znanstvenici s opservatorija Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov (MAGIC) otkrili su dosad najudaljeniji izvor gama-zračenja opažen u području gama-zračenja najviših energija, i izmjerili prolaz svjetlosti kroz gravitacijsku leću u skladu s predviđanjima Einsteinove opće teorije relativnosti.

Gravitacijska leća snimljena teleskopima MAGIC

Prema općoj teoriji relativnosti, putanja svjetlosti koja prolazi kraj velike mase na putu ka opažaču biva zakrivljena poput prolaska kroz veliku leću. Rezultat je mnogo svjetlija slika izvora, često izmjenjenog oblika, i prilika da se vidi objekt koji inače ne bi bilo moguće vidjeti – kao da koristimo povećalo.

Kao i u slučaju klasične leće, različite zrake svjetlosti – odnosno fotoni, paketići svjetlosti – prolaze putanjama različitih duljina. Na kozmičkim udaljenostima, neće sve stići do opažača u isto vrijeme. Ako je k tome izvor još i varijabilan, ta je informacija sačuvana u svjetlosti koja putuje k nama, što znači da primjerice bljesak jedne zrake može doći sa zakašnjenjem u odnosu na drugu. U skladu s Einsteinovom teorijom, a u suprotnosti s nekim drugim postojećim teorijama, brzina širenja svjetlosti bit će ista bez obzira na energiju fotona odnosno valnu duljinu svjetlosti, što čini ovo otkriće vrlo važnim.

Kvazar QSO B0218+357 sadrži u svom središtu supermasivnu crna rupu, u galaksiji koja se nalazi na oko pola puta od nas do kraja opazivog svemira. Prije 7 milijardi godina desila se unutar tog objekta golema eksplozija, koja je dovela  do emisije jakog bljeska gama-zračenja, svjetlosti najveće poznate energije.

Na svom su dugom putu do Zemlje ti fotoni prošli blizu i kroz galaksiju B0218+357G, oko milijardu godina kasnije. Pri prolazu ih je otklonila masa galaksije, te su fotoni koji su putovali kraćim putem stigli do Zemlje 14. 7. 2014. te su opaženi pomoću svemirskog teleskopa Fermi-LAT na satelitu Fermi, koji svaka tri sata proskenira cijelo nebo. Ova je detekcija izazvala pozornost cijele astronomske zajednice, te su se mnogi teleskopi u svijetu uperili prema QSO B0218+357.

Nažalost, tad je baš bio pun Mjesec, te je zbog prevelike količine raspršene svjetlosti u atmosferi bilo nemoguće opažati pomoću MAGIC teleskopa na La Palmi. Na temelju opažanja iz 2012. pomoću teleskopa Fermi-LAT te radio teleskopa, znanstvenici su već znali da će ostatak fotona doći s kašnjenjem od oko 11 dana u odnosu na prvi “paket”.

Kad je došlo vrijeme, teleskopi MAGIC upereni su prema QSO B0218+357, i ,u skladu s predviđanjem, bljesak je opažen na vrlo visokim visokim energijama, čime je QSO B0218+357 dobio status najudaljenijeg objekta ikad opaženog na vrlo visokim energijama

“Drugim riječima, priroda nam je podarila drugu priliku da pogledamo isti fenomen” kaže Julian Sitarek (University of Łódz, Poland), voditelj ove studije: “Kad je došlo vrijeme, teleskopi MAGIC upereni su prema QSO B0218+357, i,  u skladu s predviđanjem, bljesak je opažen na vrlo visokim visokim energijama, čime je QSO B0218+357 dobio status najudaljenijeg objekta ikad opaženog na vrlo visokim energijama.”

Među znanstvenicima koji su imali priliku opažati taj izvor s La Palme bio je i naš Dario Hrupec. Dijana Dominis Prester, naša znanstvenica koje je kao članica uže radne grupe radila na fizičkoj interpretaciji ovog događaja, ističe da je u ovom slučaju opažen i efekt mikrogravitacijske leće, koji nas može dovesti možda čak i do detekcije potencijalne tamne materije. Stoga će se ovaj objekt vrlo pozorno pratiti slijedeće godine ne samo pomoću teleskopa MAGIC, već istovremeno i pomoću zemaljskih i svemirskih teleskopa koji pokrivaju cijeli elektromagnetski spektar.

Valja naglasiti da gama-zračenje vrlo visokih energija koje putuje k nama iz smjera udaljenog izvora ima veliku vjerojatnost sudara međudjelovanja s brojnim fotonima nižih energija, koje emitiraju galaksije i zvijezde, te se mogu “pogubiti” na putu do nas. Zahvaljujući ovoj detekciji, MAGIC je udvostručio domet vidljivosti svemira na vrlo visokim energijama. Opažanje zakašnjelog signala iz QSO B0218+357 pomoću MAGIC-a pokazalo je po prvi put da se visokoenergijski fotoni koji putuju kroz gravitacijsku leću ponašaju s skladu s Einsteinovom općom teorijom relativnosti. Stizanje signala u predviđeno vrijeme može pobiti neke postojeće teorije o strukturi vakuuma, no za dokaz toga je potrebna daljnja analiza. U ovom trenutku, ovo opažanje pokazuje važnost opservatorija koje mjere visokoenergijsko zračenje iz svemira, te utire put novoj generaciji takvih teleskopa: Cherenkov Telescope Array (CTA).

Teleskopi MAGIC

Teleskopi MAGIC smješteni su na Kanarskom otoku La Palma u Španjolskoj. Sustav od dva Čerenkovljeva teleskopa promjera zrcala 17 m je trenutno jedan od tri vodeća svjetska eksperimenta koji koriste Čerenkovljev efekt za opažanje visokoenergijskog gama-zračenja iz svemira. Teleskopi MAGIC mjere gama-zračenje vrlo visokih energija, tisuću puta veće energije od teleskopa Fermi, i sto milijardi puta energetskije od bilo kod fotona koji je zabilježen s našeg Sunca.

MAGIC je izgrađen zajedničkim snagama znanstvenika udruženih u veliku Europsku kolaboraciju sačinjenu od oko 160 znanstvenika iz Njemačke, Španjolske, Italije, Švicarske, Poljske, Finske, Bugarske, Japana i Hrvatske. Hrvatska grupa u MAGIC kolaboraciji trenutno broji već 11 znanstvenika sa Sveučilišta u Splitu, Rijeci, Osijeku i Zagrebu, te Instituta Ruđer Bošković.

Kontaktirajte nas

Ova stranica koristi kolačiće

neki od tih kolačića nužni su za ispravno funkcioniranje stranice, dok se drugi koriste za praćenje korištenja stranice radi poboljšanja korisničkog iskustva.

Za više informacija pogledajte naše uvjete korištenja.

  • Kolačići koji su nužni za ispravno funkcioniranje stranice. Moguće ih je onemogućiti u postavkama preglednika.