Czy w kosmosie można znaleźć czterolistne koniczynki? Odkrył je międzynarodowy zespół naukowców - informuje biuro prasowe Uniwersytetu Adama Mickiewicza w Poznaniu. Jean Surdej, profesor wizytujący w Instytucie Obserwatorium Astronomicznym UAM jest współautorem wspomnianych badań.

Te czterolistne koniczynki, to kwazary – niezwykle jasne jądra odległych galaktyk, które napędzane są przez znajdujące się w nich supermasywne czarne dziury. Zespół odkrył ich aż tuzin, a ich promienie świetlne zostały zniekształcone przez naturalnie występujące kosmiczne "soczewki".

Cztery z nowo odkrytych poczwórnych kwazarów. Od lewego górnego narożnika zgodnie z ruchem wskazówek zegara: GraL J1537-3010 ("Wolf's Paw"); GraL J0659+1629 ("Gemini's Crossbow"); GraL J1651-0417 ("Dragon's Kite"); GraL J2038-4008 ("Microscope Lens"). Rozmyta plamka w centrum obrazów to galaktyka soczewkująca, której grawitacja rozszczepia światło dochodzące ze znajdującego się za nią kwazara w taki sposób, że powstają cztery osobne obrazy kwazara. Modelowanie tych układów i monitoring zmian ich jasności w czasie pozwalają astronomom wyznaczyć prędkość ekspansji Wszechświata i rozwiązywać inne problemy kosmologiczne (Image credit: The GraL Collaboration) 

Przez ostatnie cztery dekady astronomowie zaobserwowali około 50 takich kosmicznych "koniczynek". Najnowsze badania, trwające zaledwie półtora roku, zwiększyły tą liczbę o około 25 procent, pokazując jak potężnym narzędziem jest uczenie maszynowe, wspomagające astronomów w poszukiwaniach tych kosmicznych osobliwości.

"Quady (lub kosmiczne czterolistne koniczynki) to kopalnie złota z punktu widzenia rozmaitych zagadnień. Mogą pomóc w wyznaczeniu prędkości rozszerzania się Wszechświata i rozwiązaniu innych tajemnic, związanych np. z ciemną materią czy 'centralnym napędem' kwazarów" - mówi Daniel Stern, kierownik zespołu badawczego z Jet Propulsion Laboratory, zarządzanego przez Caltech dla NASA. - "Nie są to zwykłe igły w stogu siana, ale raczej szwajcarskie scyzoryki ze względu na ogrom ich zastosowań".

Dokonanie odkrycia umożliwiły narzędzia oparte o system uczący się oraz dane z kilku naziemnych i kosmicznych teleskopów, takich jak misja Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej, należący do NASA Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), Obserwatorium Kecka na hawajskim szczycie Mauna Kea, Obserwatorium Palomar należące do Caltech, New Technology Telescope w Chile Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) czy teleskop Gemini South w Chile. Wyniki badań oczekują na publikację w "The Astrophysical Journal".

Powyższy wykres ilustruje, w jaki sposób powstają poczwórne obrazy kwazarów widoczne na niebie. Tor lotu światła z odległego kwazara, znajdującego się miliardy lat świetlnych od Ziemi, zostaje zniekształcony przez grawitację masywnej galaktyki, znajdującej się bliżej, pomiędzy kwazarem i Ziemią. Zakrzywienie toru lotu światła powoduje iluzję, że kwazar podzielił się na cztery podobne obiekty, otaczające znajdującą się przed nim galaktykę (Image credit: R. Hurt (IPAC/Caltech)/The GraL Collaboration)

Zaangażowany w te badania Jean Surdej, profesor wizytujący w Instytucie Obserwatorium Astronomicznym UAM w Poznaniu, uczy zagadnień związanych z soczewkowaniem grawitacyjnym. Polega ono na zakrzywianiu biegu promieni świetlnych odległego obiektu, np. kwazara, przez masywna galaktykę znajdującą się bliżej, co powoduje powstawanie "kosmicznych miraży". Jego zainteresowanie badaniami w tym kierunku trwa od 1983 roku, kiedy zaproponował, że niezwykła jasność najjaśniejszych kwazarów we Wszechświecie może być wynikiem wzmocnienia przez soczewkowanie grawitacyjne. Jego zespół odkrył i badał wiele przypadków takich kosmicznych miraży, mających postać podwójnych obrazów tego samego kwazara. Kwazary o poczwórnych soczewkowanych obrazach są znacznie rzadsze.

W 2002 r. Jean Surdej zaproponował, aby przegląd nieba wykonywany w ramach satelitarnej misji Gaia, realizowanej przez Europejską Agencję Kosmiczną, wykorzystać do wyszukiwania takich kosmicznych konicznek. Międzynarodowy zespół, do którego należy, ogłosił właśnie w czasopiśmie "The Astrophysical Journal" odkrycie tuzina tego typu kosmicznych miraży, dokonane z pomocą algorytmów sztucznej inteligecji zastosowanych do przeglądu danych z misji Gaia. Dalsze badania astrofizyczne tych nowo odkrytych kosmicznych koniczynek powinny umożliwić niezależne wyznaczenie wieku Wszechświata, prędkości jego ekspansji (stałej Hubble'a-Lemaître) i jego przyszłości - czytamy w infromacji prasowej przekazanej przez poznańską uczelnię.

Nauka w Polsce - PAP

zan/