Quasare - Das Einsteinkreuz

Das Einsteinkreuz ist ein höchst interessantes Beispiel dafür, wie die theoretischen Aussagen in Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie in der Praxis verifiziert werden können: Der knapp 9,5 Milliarden Lichtjahre weit entfernte Quasar QSO 2237+0305 mit einer Rotverschiebung von z=1,695 befindet sich aus unserer Perspektive gesehen exakt hinter dem Kern der Galaxie PGC 69457, die jedoch ´nur´ rund 488 Millionen Lichtjahre (z=0,03861) von uns entfernt ist. Diese Galaxie wirkt durch die durch ihre Masse verursachte Raumkrümmung als Gravitationslinse und bildet den dahinterliegenden Quasar gleich 4-mal ab. So wie von Einstein vorausgesagt.

Die einzelnen Komponenten haben untereinander einen visuellen Abstand von knapp 2" und werden unterschiedlich hell dargestellt, wobei sich in der Summe eine beachtliche Helligkeitssteigerung auf 16,28 mag ergibt.

+---+-------+
| K |  mag  |
+---+-------+
| A | 17,58 |
| B | 17,48 |
| C | 17,91 |
| D | 18,41 |
+---+-------+

Die linsende Galaxie PGC 69457 ist mit ihrer Ausdehnung etwas größer als unsere Milchstraße und hat nach » NED die folgenden allgemeinen Daten:

+------------+----------------+------------+---------+
|    Typ     | Entfernung     | Ausdehnung |    z    |
+------------+----------------+------------+---------+
| Sa oder Sb | 488.000.000 Lj | 115.000 Lj | 0,03861 |
+------------+----------------+------------+---------+

Die angegebene scheinbare Ausdehnung und die Helligkeit bezieht sich auf diese Galaxie.

Visuelle Beobachtung und Fotografie
Weder Quasar noch die Vordergrundgalaxie sind dem visuellen Beobachter an einem 10"-Teleskop zugänglich. Fotografisch ist es extrem schwierig, die vier Abbildungen vom Einsteinkreuz sauber zu trennen. Denn dazu müßte die Brennweite auf ca. 3m gesteigert werden um den Abbildungsmaßstab bei 7,4µm Pixelabstand auf ca. 0,5"/Pixel zu bringen. Dabei darf das Seeing den » FWHM-Wert von 1" nicht wesentlich überschreiten, was in unserem Breiten leider nur ein Wunschtraum bleibt.

 

Allgemeine Objektdaten:

Objektgröße:      48´´ × 30´´
Entfernung:       9.494.000.000 Lj
Helligkeit:       9,99 mag (PGC 69457)
mittlere FH:      17,66 mag/"²
Abs.Helligkeit:   -9,99 mag
Koordinaten:      22h 40m 30,3s / +03° 21' 30"
Sternbild:        Pegasus (PEG)

 

Aufnahme & verwendete Aufnahmetechnik:

659×494, 48.472 Bytes

Das Einsteinkreuz Aufnahmedaten: Aufnahmezeit: 2009-11-18 18:13 UTC Teleskop: Meade 10" LX200GPS Öffnung: 254 mm Brennweite: 1014 mm (Reducer) Öffnungsverh.: f/4,0 Kamera: ATiK 16IC-HS Filter: L-RGB-Filtersatz Belichtung: 30s Stacking: 100 Belichtung eff: 300,0s Bias/Rauschen: 860 ADU / 50 (50,2) RMS Vb: 79,7 × Theor. Grenzgröße 20,1 mag Theor. Grenz-FH 25,1 mag/"² Bildfeld: 16,53' × 12,39' Abbildungsmaßstab 1,51" / 2,27"² / 69.285,6 Lj pro Pixel Bedingungen: Horizonthöhe: 45° 38' rel. Extinktion: 0,36 mag Seeing: Mäßig [4/10] FWHM: 3,4 Pixel = 5,1" Auflösung: 235.571,0 Lj Transparenz: 5.0 fst Himmelshelligk.: 19,69 mag/"² Temperatur: 8°C Grenzhelligkeit: 20,4 mag Aufnahmedetails: L: 100 × 30s R: 122 × 20s Binning: 2 G: 100 × 20s Binning: 2 B: 101 × 30s Binning: 2 Leitstern: 8,67m / 21' 10" NW Autoguiding: Guidedog 1.0.6 und Philips ToUcam (S/W-Mod) Info: Das Auflösen aller vier Abbildungen des Quasars ist mit der verwendeten Brennweite und dem gegebenen Seeing nicht einmal ansatzweise möglich. Das 2. Bild stammt vom 31.8.2009 und zeigt den Versuch, die 4-fache Abbildung des Quasars darzustellen. Es wurde bei recht gutem Seeing (3,1" FWHM) 76 × 10s bei starker Selektion belichtet und eine Brennweite von knapp 3m verwendet. Das Bild wurde 2-fach vergrößert und zeigt ein Gebilde, in dem man Schärfungsartefakte nicht sicher von realen Strukturen unterscheiden kann. Hier zeigen sich dann die Grenzen einer Amateurausrüstung in Mitteleuropa.