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Novas Descobertas em Lente Gravitacional de Quasares

Pesquisas identificam novos quasares variáveis, ajudando nas medições da expansão do universo.

William Sheu, Xiaosheng Huang, Aleksandar Cikota, Nao Suzuki, Antonella Palmese, David J. Schlegel, Christopher Storfer

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Índice

Tem uma discussão rolando na astronomia sobre a constante de Hubble, que mede a velocidade da expansão do universo. Observações diferentes de dados do universo antigo e recente mostraram uma grande diferença nos valores da constante de Hubble. Medições recentes de algumas técnicas sugerem que o valor é bem mais alto do que aquele obtido a partir das observações do fundo cósmico de micro-ondas (CMB). Entender essa discrepância é importante pra gente compreender melhor o nosso universo.

A Lente Gravitacional acontece quando a luz de um objeto mais distante é curvada ao redor de um objeto massivo em primeiro plano, criando múltiplas imagens da fonte de fundo. Esse fenômeno pode ajudar a medir a constante de Hubble usando os atrasos de tempo entre as imagens das fontes de fundo. Supernovas, um tipo de explosão estelar, são uma das melhores fontes pra esse tipo de medição. Mas elas são raras. Por outro lado, Quasares-objetos muito brilhantes e ativos nos centros das galáxias-são mais comuns. Eles também podem ajudar a medir a constante de Hubble.

Metodologia

Nessa pesquisa, a gente desenvolveu um método pra encontrar quasares que são afetados por lente gravitacional. Focamos em detectar mudanças na luminosidade deles ao longo do tempo. O método começou com uma lista de Candidatos a lentes fortes, de onde a gente queria identificar novos candidatos a quasares lensed. Examinamos dois grupos principais de candidatos: os do nosso estudo anterior e os de bancos de dados existentes.

A gente procurou especificamente candidatos com mudanças de Brilho detectáveis. Os quasares podem mudar de brilho por várias razões, e identificar essas mudanças pode ajudar a confirmar a natureza deles. Processamos imagens tiradas por telescópios ao longo de vários anos e comparamos o brilho em diferentes tempos. Assim, conseguimos identificar candidatos a quasares variáveis de forma eficaz.

Observações

Nossas observações se basearam em dados da Câmera de Energia Escura, que é conhecida por capturar imagens detalhadas de objetos cósmicos. Os dados cobrem uma área extensa do céu, permitindo a gente estudar várias regiões. Enquanto analisávamos as imagens, as organizamos pela quantidade de luz capturada em diferentes faixas. Isso ajudou a focar em áreas que tinham recebido múltiplas observações.

Usando um conjunto específico de critérios baseados em localização, cor e mudanças no brilho, diminuímos ainda mais nossa lista de candidatos. A gente queria encontrar candidatos que mostrassem mudanças significativas no brilho, o que sugeria que eles poderiam ser quasares lensed gravitacionalmente.

Resultados

Identificamos vários novos candidatos a quasares lensed gravitacionalmente. Nossa análise inicial dos dados nos levou a descobrir sete candidatos já identificados, junto com 13 novos candidatos-incluindo alguns com quatro imagens ao redor de sua galáxia hospedeira. Essas descobertas mostram o sucesso do nosso método, que destaca a importância das mudanças de brilho na identificação de quasares lensed.

Os novos candidatos foram confirmados através de um exame cuidadoso das suas curvas de luz, que mostram como o brilho deles muda ao longo do tempo. Ao focar em sistemas que já foram identificados como fortes candidatos a lente, aumentamos nossas chances de encontrar quasares variáveis adicionais.

Discussão

Nossas descobertas contribuem pro catálogo de quasares lensed conhecidos. Os novos candidatos não só aumentam o banco de dados existente, mas também oferecem uma nova perspectiva sobre a Variabilidade dos quasares. Observamos que os quasares muitas vezes mostram mudanças no brilho que podem variar bastante em curtos períodos. Essa característica é essencial pra entender o comportamento deles e os ambientes em que existem.

Além de identificar novos candidatos, também confirmamos a variabilidade em alguns candidatos de quasar já conhecidos. Essa confirmação é crucial, pois apoia diretamente o uso da variabilidade como um critério confiável pra identificar quasares lensed.

Embora nosso estudo tenha mostrado que o método funciona bem, também ressalta a necessidade de estratégias de observação melhores em futuras pesquisas. Quanto mais pudermos observar os quasares e suas mudanças, mais precisamente conseguimos estudar o comportamento cósmico, incluindo a constante de Hubble.

Conclusão

Nossa pesquisa demonstra uma abordagem focada pra encontrar quasares lensed gravitacionalmente variáveis. Ao aplicar um método que enfatiza mudanças de brilho junto com algoritmos existentes, conseguimos identificar novos candidatos a quasares e confirmar ainda mais os que já tínhamos identificado. Esses esforços não só enriquecem o catálogo de quasares lensed conhecidos, mas também abrem caminho pra estudos futuros focados em entender a expansão do universo.

A gente espera que nosso método traga bons resultados em futuras buscas, especialmente nas próximas pesquisas astronômicas. Concentrando-se em sistemas que mostraram variabilidade, podemos continuar aprimorando nossa compreensão tanto dos quasares quanto dos mecanismos de lente gravitacional. Com pesquisas e coleta de dados contínuas, esperamos contribuir significativamente pra resolver as discrepâncias atuais em torno da constante de Hubble e outros mistérios cósmicos.

Fonte original

Título: A Targeted Search for Variable Gravitationally Lensed Quasars

Resumo: We present a pipeline to identify photometric variability within strong gravitationally lensing candidates, in the DESI Legacy Imaging Surveys. In our first paper (Sheu et al. 2023), we laid out our pipeline and presented seven new gravitationally lensed supernovae candidates in a retrospective search. In this companion paper, we apply a modified version of that pipeline to search for gravitationally lensed quasars. From a sample of 5807 strong lenses, we have identified 13 new gravitationally lensed quasar candidates (three of them quadruply-lensed). We note that our methodology differs from most lensed quasar search algorithms that solely rely on the morphology, location, and color of the candidate systems. By also taking into account the temporal photometric variability of the posited lensed images in our search via difference imaging, we have discovered new lensed quasar candidates. While variability searches using difference imaging algorithms have been done in the past, they are typically preformed over vast swathes of sky, whereas we specifically target strong gravitationally lensed candidates. We also have applied our pipeline to 655 known gravitationally lensed quasar candidates from past lensed quasar searches, of which we identify 13 that display significant variability (one of them quadruply-lensed). This pipeline demonstrates a promising search strategy to discover gravitationally lensed quasars in other existing and upcoming surveys.

Autores: William Sheu, Xiaosheng Huang, Aleksandar Cikota, Nao Suzuki, Antonella Palmese, David J. Schlegel, Christopher Storfer

Última atualização: 2024-08-05 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2408.02670

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2408.02670

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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