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Text File  |  1996-01-12  |  7KB  |  143 lines

  1. FOR RELEASE: October 18, 1995
  2.  
  3. CONTACT:  Ray Villard
  4.           Space Telescope Science Institute, Baltimore, MD
  5.           (Phone: 410-338-4514)
  6.  
  7.           Kavan Ratnatunga
  8.           Johns Hopkins University, Baltimore, MD
  9.           (Phone: 410-516-4553)
  10.  
  11. PRESS RELEASE NO.: STScI-PR95-43
  12.  
  13.  
  14.          HUBBLE DISCOVERS NEW CLASS OF GRAVITATIONAL LENS
  15.                FOR PROBING STRUCTURE OF THE COSMOS
  16.  
  17. NASA's Hubble Space Telescope has discovered a new distant class of
  18. quadruple, or cross-shaped, gravitational lenses which might eventually
  19. provide astronomers with a powerful new "magnifying glass" for probing
  20. a variety of characteristics of the universe:  the distribution of dark
  21. matter, abundance of supermassive black holes, and even determining if
  22. the universe will expand forever or eventually collapse.
  23.  
  24. The two gravitational lenses were discovered in about 100 fields of sky
  25. imaged by Hubble's Wide Field Planetary Camera 2 (WFPC 2).  Because the
  26. combined area surveyed is about that of a full Moon, astronomers expect
  27. that there may be as many as half a million similar lenses scattered
  28. across the heavens -- though Hubble is expected to only detect about
  29. three per year through snapshots of the sky.
  30.  
  31. Hubble's high resolution allows astronomers to extend the search to
  32. much fainter, and hence much farther lenses, than those few examples
  33. ground-based telescopes have uncovered relatively nearby.  Hubble can
  34. explore a larger volume of space which could provide enough examples of
  35. this rare cross type of lensing to allow astronomers to address a
  36. variety of fundamental cosmological questions.
  37.  
  38. "This is a big jump for the young field of gravitational lenses --
  39. which was theory until less than two decades ago.  This opens up a new
  40. class of lens, which is a galaxy with well understood properties," said
  41. Kavan Ratnatunga of Johns Hopkins University, Baltimore, MD.  "The
  42. distinctive cross-like pattern around an elliptical galaxy makes them
  43. unambiguous quadruple lens candidates, even before spectroscopic
  44. observations, which are typically used to confirm lenses."
  45.  
  46. The discovery is reported by Ratnatunga and other astronomers of Johns
  47. Hopkins University in the November 1 issue of the Astrophysical Journal
  48. Letters. The first cross-shaped lens was discovered serendipitously by
  49. Eric Ostrander while processing HST images for the Medium-Deep Survey,
  50. a Hubble key project led by Richard Griffiths.  A second fainter and
  51. smaller lens was identified a few weeks later by Myungshin Im.  Each
  52. configuration is in the form of four faint blue images situated
  53. symmetrically around a much brighter red elliptical galaxy.
  54.  
  55. A gravitational lens is produced by the enormous gravitational field of
  56. a massive object which bends light to magnify, brighten and distort the
  57. image of a more distant object.  Depending on the alignment between the
  58. objects and the mass distribution of the foreground lens, the more
  59. distant object can be smeared into arcs or split into pairs, triples,
  60. or even quadruple images.
  61.  
  62. Gravitational lenses were predicted by Albert Einstein, though the
  63. resolution of ground-based optical telescopes at the time made him
  64. remark: "there is no great chance of observing this phenomenon".
  65.  
  66. Since 1979, few examples of lensing have been observed.  Arc-shaped,
  67. objects are the most common, followed by pairs of lensed objects.
  68. However, it is impossible to identify the true gravitational lenses
  69. without observations which show the two objects have exactly the same
  70. spectral fingerprint and so are "multiple" images of a single object.
  71.  
  72. Bright quadruple lenses, which have a distinctive cross pattern, are
  73. extremely rare.  Only two examples are known by ground-based surveys of
  74. the whole sky.  The lensing objects for these cases are also unusual -
  75. the first lens, discovered in 1985 and dubbed the "Einstein cross", is
  76. a quasar lensed by a supermassive black hole at the center of a nearby
  77. bright galaxy; the other, discovered in 1988 and dubbed the "clover
  78. leaf", is a quasar lensed by an unseen mass.
  79.  
  80. More than simply showing lenses as astronomical curiosities, the new
  81. Hubble observation offers a new tool for probing the cosmos.  The
  82. researchers say this may be as significant as the discovery of Cepheid
  83. variable stars earlier this century, that allow astronomers to measure
  84. cosmic distances to neighboring galaxies.
  85.  
  86. Astronomers can use quadruple lenses to estimate the density of matter
  87. in space by comparing the redshift of the lensing galaxy and lensed
  88. object with the geometric distance (as measured by the angular
  89. deflection by the lens).  If the density of matter is high, then space
  90. is positively curved and the universe will eventually collapse and come
  91. to an end.  A low mass-density means the universe will expand forever.
  92.  
  93. "Preliminary analysis of the two new HST lenses seems to suggest that
  94. the density of matter in space is probably low enough to allow the
  95. universe to expand forever," said Myungshin Im.  A sample of at least a
  96. dozen lenses of this type is needed before a more definitive estimate
  97. can be made.
  98.  
  99. Detailed image analysis of the lens has also been used to probe the
  100. distribution of dark matter in the foreground galaxy.  "The model for
  101. the observed lens configuration clearly shows that the mass of these
  102. galaxies consists of predominantly dark matter in a very elliptical
  103. distribution", said Ratnatunga.  This shows that the mysterious dark
  104. matter - invisible matter of an unknown type -- is more than 90 percent
  105. of the mass of a typical elliptical galaxy and provides an upper limit
  106. to the masses of black holes that may dwell at the centers of these
  107. galaxies.
  108.  
  109. Hubble's Medium-Deep Survey is conducted in "parallel" mode using
  110. Hubble's WFPC 2.  These pictures survey previously unobserved random
  111. regions of sky while a predetermined celestial target is being observed
  112. with another HST instrument.  The survey is being used to continue an
  113. ongoing systematic search to find more gravitational lens candidates.
  114.  
  115.                  * * * *
  116.  
  117. The Space Telescope Science Institute is operated by the Association of
  118. Universities for Research in Astronomy, Inc. (AURA) for NASA, under
  119. contract with the Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD.  The
  120. Hubble Space Telescope is a project of international cooperation
  121. between NASA and the European Space Agency (ESA).
  122.  
  123.  
  124. Image files in GIF and JPEG format may be accessed on Internet via
  125. anonymous ftp from ftp.stsci.edu in /pubinfo:
  126.  
  127.                                       GIF                       JPEG
  128. PRC95-43   Gravitational Lenses    gif/MDSgrlns.gif    jpeg/MDSgrlns.jpg
  129.  
  130. The same images are available via World Wide Web from URL 
  131. http://www.stsci.edu/pubinfo/Latest.html, or via links in
  132. http://www.stsci.edu/pubinfo/Pictures.html.
  133.  
  134.  
  135. Space Telescope Science Institute press release text and other
  136. information are available automatically by sending an Internet
  137. electronic mail message to listserv@stsci.edu.  In the body of the
  138. message (not the subject line) users should type the words "subscribe
  139. pio Name."  Don't use quotes, brackets, or user/account names; i.e.,
  140. someone named Jane Doe would type subscribe pio Jane Doe.  The system
  141. will reply with a confirmation via e-mail of each subscription.  E-mail
  142. will be received with new press releases.
  143.