.Gravitational Lensing and Quasars: New Method Measures Galaxy Mass 3 Times More Precisely
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.Gravitational Lensing and Quasars: New Method Measures Galaxy Mass 3 Times More Precisely
중력렌즈와 퀘이사: 은하 질량을 3배 더 정확하게 측정하는 새로운 방법
주제:천문학천체물리학EPFL은하중력렌즈퀘이사 By 로잔 연방 폴리테크닉 학교 2023년 7월 29일 퀘이사 딥 스페이스 EPFL 연구원들은 중력 렌즈를 사용하여 퀘이사 호스트 은하 질량 측정의 정밀도를 향상시켜 초기 우주 은하 진화와 블랙홀 형성에 대한 더 깊은 통찰력을 제공했습니다.
EPFL의 과학자 그룹은 강력한 중력 렌즈 현상을 활용하여 기존 기술보다 약 3배 더 높은 정밀도를 달성하여 퀘이사가 있는 은하의 질량을 정확하게 추정하고 우주 시간을 통해 은하의 진화를 추적하는 방법을 발견했습니다. 퀘이사가 있는 은하의 질량에 관한 이 지식은 초기 우주의 은하 진화에 대한 이해에 기여하여 은하 형성과 블랙홀 성장 에 대한 모델 구축을 돕습니다 . 연구 결과는 최근 Nature Astronomy 저널에 발표되었습니다 .
"중력 렌즈로 달성한 전례 없는 정밀도와 정확도는 기존 기술이 정밀도가 부족하고 편향에 취약한 먼 우주에서 견고한 질량 추정치를 얻을 수 있는 새로운 방법을 제공 합니다 . "숙주 은하의 질량은 과거에 측정되었지만 중력 렌즈 효과 덕분에 먼 우주에서 이렇게 정확하게 측정한 것은 이번이 처음입니다." 연구의 수석 저자이자 현재 스탠포드 대학의 Martin Millon은 설명합니다. SNF 보조금에. 중력렌즈와 퀘이사의 결합 퀘이사는 호스트 은하의 중심에 앉아 주변 물질을 축적하는 초대질량 블랙홀의 빛나는 징후입니다. 일반적으로 퀘이사는 매우 멀리 떨어져 있는 천체이고 너무 밝아서 주변에 있는 모든 것을 가려주기 때문에 퀘이사의 모은하가 얼마나 무거운지 측정하기가 어렵습니다. 중력 렌즈를 통해 렌즈 물체의 질량을 계산할 수 있습니다.
아인슈타인의 중력 이론 덕분에 우리는 밤하늘 전경에 있는 거대한 물체(중력 렌즈)가 배경 물체에서 나오는 빛을 굴절시킬 수 있는 방법을 알고 있습니다. 결과적으로 중력 렌즈에 의해 실제로 배경 물체의 빛이 왜곡되는 이상한 빛의 고리가 생깁니다.
SDSS J0919+2720 SDSS J0919+2720. 출처: NASA, ESA, F. Courbin(EPFL, 스위스)
-Courbin은 10여 년 전에 Sauverny Observatory로 자전거를 타고 가다가 퀘이사와 중력 렌즈라는 두 가지를 결합하여 퀘이사의 호스트 은하의 질량을 측정할 수 있다는 것을 깨달았습니다. 이를 위해 그는 은하계에서 중력 렌즈 역할도 하는 퀘이사를 찾아야 했습니다.
-지금까지 관측된 소수의 중력렌즈 퀘이사 SDSS(Sloan Digital Sky Survey) 데이터베이스는 중력렌즈 퀘이사 후보를 검색하기에 좋은 곳이었지만 확실히 Courbin은 렌즈렌즈 고리를 보아야 했습니다. 2010년에 그와 동료들은 허블 우주 망원경 에 시간을 의뢰하여 4개의 후보를 관찰했으며 그 중 3개는 렌즈 효과를 보였습니다. 세 개 중 SDSS J0919+2720은 특징적인 중력 렌즈 링 때문에 눈에 띄었습니다. SDSS J0919+2720의 HST 이미지는 전경 에 각각 중력 렌즈 역할을 하는 두 개의 밝은 물체를 보여줍니다. "아마 병합 과정에 있는 두 개의 은하"라고 Courbin은 설명합니다. 왼쪽에 있는 것은 밝은 퀘이사로, 너무 어두워서 관찰할 수 없는 호스트 은하 내부에 있습니다. 오른쪽의 밝은 물체는 주요 중력 렌즈인 또 다른 은하입니다.
-맨 왼쪽의 희미한 물체는 동반 은하입니다. 특징적인 고리는 배경 은하에서 나오는 변형된 빛입니다. 구출을 위한 전산 렌즈 모델링 SDSS J0919+2720의 중력 렌즈 링을 주의 깊게 분석하면 원칙적으로 두 개의 밝은 물체의 질량을 결정할 수 있습니다. 현재 TUM(Technical University of Münich)에 있는 공저자인 Aymeric Galan이 최근 SNF 보조금으로 웨이블릿 기반 렌즈 모델링 기술을 개발하지 않았다면 다양한 물체의 질량을 풀 수 없었을 것입니다. "천체 물리학에서 가장 큰 도전 중 하나는 초대형 블랙홀이 어떻게 형성되는지 이해하는 것입니다."라고 Galan은 설명합니다.
"질량, 호스트 은하와 어떻게 비교되는지, 우주 시간을 통해 어떻게 진화했는지를 알면 특정 형성 이론을 폐기하거나 검증할 수 있습니다." “로컬 우주에서 우리는 가장 거대한 은하의 중심에 가장 거대한 블랙홀이 있다는 것을 관찰합니다. 이것은 은하의 성장이 중앙 블랙홀에서 방출되어 은하에 주입되는 에너지의 양에 의해 조절된다는 것을 암시할 수 있습니다. 그러나 이 이론을 테스트하기 위해 우리는 여전히 국부적으로 뿐만 아니라 먼 우주에서도 이러한 상호 작용을 연구해야 합니다.”라고 Millon은 설명합니다. 중력 렌즈 현상은 천 개 중 하나의 은하가 현상을 드러내는 매우 드문 현상입니다. 퀘이사는 은하계 천 개 중 약 1개에서 볼 수 있으므로 렌즈 역할을 하는 퀘이사는 백만 개 중 하나입니다. 과학자들은 이번 여름에 Falcon-9 SpaceX 로켓으로 발사될 ESA- NASA 임무 Euclid를 통해 수백 개의 렌즈 렌즈 퀘이사를 탐지할 것으로 예상합니다 .
참조: Martin Millon, Frédéric Courbin, Aymeric Galan, Dominique Sluse, Xuheng Ding, Malte Tewes 및 SG Djorgovski의 "먼 우주에서 퀘이사-호스트 관계의 탐사선으로서 AGN에 의한 강력한 중력 렌즈 효과", 2023년 6월 1일, Nature Astronomy . DOI: 10.1038/s41550-023-01982-
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메모 2307300612 나의 사고실험 oms 스토리텔링
>Courbin은 10여 년 전에 Sauverny Observatory로 자전거를 타고 가다가 퀘이사와 중력 렌즈라는 두 가지를 결합하여 퀘이사의 호스트 은하의 질량을 측정할 수 있다는 것을 깨달았다. 이를 위해 그는 은하계에서 중력 렌즈 역
할도 하는 퀘이사를 찾아야 했다.
<< 자전거 바퀴는 두개이고 같이 같은 방향으로 움직인다. 중력렌즈 앞바퀴와 퀘이사 뒷바퀴을 발견하면 자전거의 정상적인 운동을 알아낼 수 있다. 원칙적으로 두 개의 밝은 물체의 질량을 결정할 수 있다. 허허.
빛의 밝기는 oms=1 에서 같은 질량으로 본다. 빛의 바퀴의 중심축에는 vix.bar 블랙홀이 존재한다.
bar의 중심축은 두개이고 하나는 중력렌즈 바퀴이고 다른 하나는 퀘이사 바퀴이다. 이들이 결합하여 oms=1 질량값을 가진다. 허허.
-Courbin realized that while riding his bicycle to the Sauverny Observatory more than a decade ago, he could measure the mass of a quasar's host galaxy by combining two things: a quasar and a gravitational lens. To do this, he needed to find quasars in the galaxy that also act as gravitational lenses.
-The few gravitational lensing quasars observed so far The Sloan Digital Sky Survey (SDSS) database is a good place to search for candidates for gravitational lensing quasars, but certainly Courbin had to look at the lensing ring. In 2010, he and his colleagues time commissioned the Hubble Space Telescope to observe four candidates, three of which showed lensing effects. Of the three, SDSS J0919+2720 stood out because of its characteristic gravitational lensing ring. The HST image from SDSS J0919+2720 shows two bright objects in the foreground, each acting as a gravitational lens. "Probably two galaxies in the process of merging," explains Courbin. The one on the left is a bright quasar, inside a host galaxy too dim to be observed. The bright object on the right is another galaxy that is a major gravitational lens.
-The faint object on the far left is a companion galaxy. The characteristic rings are distorted light from background galaxies. Computational Lens Modeling for Rescue By careful analysis of the gravitational lensing rings of SDSS J0919+2720, the masses of the two bright objects can in principle be determined. Solving the masses of various objects would not have been possible if co-author Aymeric Galan, now at the Technical University of Münich (TUM), had not developed a wavelet-based lens modeling technique with a recent SNF grant. "One of the biggest challenges in astrophysics is understanding how supermassive black holes form," explains Galan.
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memo 2307300612 my thought experiment oms storytelling
>Courbin realized more than a decade ago while riding his bicycle to the Sauverny Observatory that he could measure the mass of a quasar's host galaxy by combining two things: a quasar and a gravitational lens. To do this, he needed to find quasars that also act as gravitational lenses in the galaxy.
<< There are two wheels on a bicycle and they move in the same direction. By finding the front wheel of the gravitational lens and the rear wheel of the quasar, we can figure out the normal motion of the bicycle. In principle, the masses of two bright objects can be determined. haha.
The brightness of light is regarded as the same mass at oms=1. At the center axis of the wheel of light is the vix.bar black hole.
There are two central axes of the bar, one is a gravitational lens wheel and the other is a quasar wheel. Combined, they have a mass value of oms=1. haha.
Samplea.oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
d0f000 cae0b0
0b000f 0ead0c
0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a
sampleb. qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001
sample b.poms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0
Samplec.oss (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
.New Research Supports Faster Than Expected Expansion of the Universe
새로운 연구는 예상보다 빠른 우주 확장을 지원합니다
주제:천문학천체물리학우주론중력렌즈허블 우주 망원경 허블 우주 망원경 으로 2017년 1월 30일 새로 측정된 지역 우주의 확장 속도 이 광시야 이미지의 중앙에 위치한 HE0435-1223은 지금까지 발견된 5개의 렌즈 퀘이사 중 가장 뛰어난 퀘이사 중 하나입니다. 전경 은하는 주위에 멀리 떨어진 퀘이사의 거의 고르게 분포된 4개의 이미지를 생성합니다. 크레딧: ESA/Hubble, NASA, Suyu 외.
천문학자 팀은 허블 우주 망원경 과 은하를 거대한 중력 렌즈로 사용하여 우주가 얼마나 빨리 팽창하는지 독립적으로 측정했습니다. 지역 우주에 대해 새로 측정된 팽창률은 이전 발견과 일치합니다. 우주가 팽창하는 속도인 허블 상수는 우리 우주를 설명하는 기본 수량 중 하나입니다.
Sherry Suyu(독일의 막스 플랑크 천체물리학 연구소, 대만의 ASIAA, 뮌헨 기술 대학과 관련됨)가 이끄는 H0LiCOW 협력의 천문학자 그룹은 NASA/ESA 허블 우주 망원경 및 기타 망원경을 사용 했습니다 .
1] 허블 상수의 독립적인 측정에 도달하기 위해 우주와 지상에서 5개의 은하를 관찰합니다.
[2] 새로운 측정은 세페이드 변광성과 초신성을 기준점으로 사용한 로컬 우주의 다른 허블 상수 측정과는 완전히 독립적이지만 매우 일치합니다. H0LiCOW 공동 작업의 렌즈 퀘이사 연구 이 몽타주는 H0LICOW 협력에서 연구한 5개의 렌즈 퀘이사와 전경 은하를 보여줍니다. 이러한 물체를 사용하여 천문학자들은 허블 상수를 독립적으로 측정할 수 있었습니다. 그들은 우리의 우주론적 모델에 기초하여 우주가 실제로 예상보다 더 빨리 팽창하고 있다고 계산했습니다. 크레딧: ESA/Hubble, NASA, Suyu 외.
그러나 수유와 그녀의 팀이 측정한 값은 물론 세페이드와 초신성으로 측정한 값은 ESA 플랑크 위성이 측정한 값과 다르다. 그러나 중요한 차이점이 있습니다. 플랑크는 우주 마이크로파 배경을 관찰하여 초기 우주의 허블 상수를 측정했습니다. 플랑크가 결정한 허블 상수의 값은 우주에 대한 우리의 현재 이해와 일치하지만, 지역 우주에 대해 서로 다른 천문학자 그룹이 얻은 값은 우리가 받아들인 우주의 이론적 모델과 일치하지 않습니다. "우주의 팽창 속도는 이제 실제 불일치가 우주에 대한 우리의 현재 지식을 넘어서는 새로운 물리학을 가리킬 수 있는 매우 정밀한 다양한 방식으로 측정되기 시작했습니다."라고 Suyu는 설명합니다. 렌즈드 퀘이사 B1608+656은 지금까지 발견된 5개의 렌즈가 가장 좋은 퀘이사 중 하나입니다. 앞쪽에 있는 두 개의 은하가 더 멀리 떨어져 있는 퀘이사의 모은하의 빛을 밝은 호 모양으로 비췄습니다. 크레딧: ESA/Hubble, NASA, Suyu 외.
렌즈드 퀘이사 RXJ1131-1231은 지금까지 발견된 5개의 렌즈가 가장 좋은 퀘이사 중 하나입니다. 전경 은하는 배경 퀘이사의 이미지를 밝은 호(왼쪽)로 스며들게 하고 총 4개의 이미지를 생성합니다. 그 중 3개는 호 내에서 볼 수 있습니다. 크레딧: ESA/Hubble, NASA, Suyu 외.
렌즈드 퀘이사 HE0435-1223은 현재까지 발견된 5개의 렌즈가 가장 좋은 퀘이사 중 하나입니다. 전경 은하는 주위에 멀리 떨어진 퀘이사의 거의 고르게 분포된 4개의 이미지를 생성합니다. 크레딧: ESA/Hubble, NASA, Suyu 외. 렌즈드 퀘이사 WFI2033-4723은 현재까지 발견된 5개의 렌즈가 가장 좋은 퀘이사 중 하나입니다. 전경 은하는 주위에 멀리 떨어져 있는 퀘이사에 대한 4개의 뚜렷한 이미지를 생성합니다. 크레딧: ESA/Hubble, NASA, Suyu 외.
렌즈드 퀘이사 HE1104-1805는 지금까지 발견된 5개의 렌즈가 가장 좋은 퀘이사 중 하나입니다. 이미지 중앙의 전경 은하는 양쪽에 먼 퀘이사에 대한 두 개의 뚜렷한 이미지를 생성합니다. 크레딧: ESA/Hubble, NASA, Suyu 외.
이 연구의 목표는 지구와 매우 멀리 떨어진 퀘이사 사이에 위치한 거대한 은하 , 즉 믿을 수 없을 정도로 빛나는 은하 코어였습니다. 더 멀리 떨어져 있는 퀘이사에서 나오는 빛은 강한 중력 렌즈 효과의 결과로 은하의 거대한 덩어리 주위로 휘어집니다.
[3] 이렇게 하면 배경 퀘이사의 여러 이미지가 생성되며 일부는 확장된 호로 번집니다. 은하는 공간 구조에서 완벽한 구형 왜곡을 생성하지 않고 렌즈 효과 은하와 퀘이사가 완벽하게 정렬되지 않기 때문에 배경 퀘이사의 다른 이미지에서 나오는 빛은 길이가 약간 다른 경로를 따릅니다. 퀘이사의 밝기는 시간이 지남에 따라 변하기 때문에 천문학자들은 서로 다른 이미지가 서로 다른 시간에 깜박이는 것을 볼 수 있으며, 빛이 이동한 경로의 길이에 따라 이미지 사이의 지연이 발생합니다. 이러한 지연은 허블 상수 값과 직접적인 관련이 있습니다. "우리의 방법은 기하학과 일반 상대성 이론만 사용하고 다른 가정은 사용하지 않기 때문에 허블 상수를 측정하는 가장 간단하고 직접적인 방법입니다."라고 스위스 EPFL의 공동 책임자인 Frédéric Courbin은 설명합니다. 컴퓨터 모델뿐만 아니라 여러 이미지 사이의 시간 지연을 정확하게 측정하여 팀은 허블 상수를 매우 높은 정밀도(3.8%)로 결정할 수 있었습니다.
[4] 스위스 EPFL의 팀원 Vivien Bonvin은 "허블 상수의 정확한 측정은 오늘날 우주론 연구에서 가장 많이 찾는 상 중 하나입니다."라고 강조합니다. 그리고 Suyu는 다음과 같이 덧붙입니다. 근본적인." 멀리 떨어져 있는 퀘이사는 밝기를 변경하여 깜빡이는 경향이 있습니다. 퀘이사의 다른 이미지를 만드는 빛은 길이가 약간 다른 경로를 따라가므로 이미지가 동시에 깜박이는 것이 아니라 서로에 대해 며칠씩 지연됩니다. 깜박임의 이 지연은 우리 우주의 팽창 속도를 설명하는 허블 상수를 측정하는 데 사용할 수 있습니다. 은하나 은하단과 같이 질량이 큰 물체는 배경 물체의 여러 이미지를 생성할 수 있는 방식으로 주변 시공간을 왜곡합니다. 이 효과를 강한 중력 렌즈 효과라고 합니다.
노트
1.이 연구는 NASA/ESA 허블 우주 망원경, 켁 망원경, ESO 의 초대형 망원경 , 스바루 망원경, 제미니 망원경, 빅터 M. 블랑코 망원경, 캐나다-프랑스-하와이 망원경 및 NASA와 함께 사용되었습니다. 스피처 우주망원경. 또한 스위스 1.2미터 레온하르트 오일러 망원경과 MPG/ESO 2.2미터 망원경의 데이터가 사용되었습니다.
2.허블 상수 값을 얻기 위해 사용한 중력 렌즈 시간 지연 방법은 우리 우주를 구성하는 세 가지 구성 요소인 일반 물질, 암흑 물질 및 암흑 에너지와 거의 독립적이기 때문에 특히 중요합니다. 완전히 분리되지는 않았지만 방법은 이들에 약하게 의존합니다.
3.중력 렌즈 현상은 100여 년 전에 알버트 아인슈타인이 처음으로 예측했습니다. 우주의 모든 물질은 주변 공간을 뒤틀며, 질량이 클수록 더 뚜렷한 효과를 냅니다. 은하와 같은 매우 무거운 물체 주위를 통과하는 빛은 이 뒤틀린 공간을 따라 가며 명확하게 보이는 양만큼 원래 경로에서 멀어지는 것처럼 보입니다. 이것은 강한 중력 렌즈 효과로 알려져 있습니다.
4.H0LiCOW 팀은 메가파섹당 초당 71.9±2.7km의 허블 상수 값을 결정했습니다. 2016년 허블을 사용하는 과학자들은 메가파섹당 초당 73.24±1.74km의 값을 측정했습니다. 2015년 ESA 플랑크 위성은 지금까지 가장 높은 정밀도로 상수를 측정해 초당 메가파섹당 66.93±0.62km라는 값을 얻었다.
참조: SH Suyu , V. Bonvin, F. Courbin, CD Fassnacht, CE Rusu, D. Sluse, T. Treu, KC Wong, MW Auger, X. Chen, T. Collett , LVE Koopmans, K. Liao, G. Meylan 및 C. Spiniello . DOI: 10.1093/mnras/stx483
https://scitechdaily.com/new-research-supports-faster-than-expected-expansion-of-the-universe/
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