APM 08279+5255

Thấu kính hấp dẫn

APM 08279 + 5255 ban đầu được xác định là chuẩn tinh vào năm 1998 trong cuộc khảo sát Cơ sở đo lường tấm tự động (APM) để tìm các ngôi sao carbon trong quầng thiên hà.  Sự kết hợp giữa độ dịch chuyển đỏ cao (z = 3,87) và độ sáng (đặc biệt là trong vùng hồng ngoại) khiến nó trở thành vật thể phát sáng nhất từng thấy trong vũ trụ.  Nó đã bị nghi ngờ là một vật thể có thấu kính hấp dẫn, với độ sáng của nó được phóng đại.  Các quan sát trong vùng hồng ngoại với camera độ phân giải cao NICMOS trên Kính viễn vọng Không gian Hubble (HST) cho thấy nguồn này bao gồm ba hình ảnh rời rạc.  Ngay cả khi tính đến độ phóng đại, quasar là một vật thể cực kỳ mạnh mẽ, với độ sáng từ 10 ¹⁴ đến 10 ¹⁵ lần độ sáng của mặt trời.  Các quan sát sau đó với Máy quang phổ hình ảnh Kính viễn vọng Không gian Hubble đã xác nhận sự hiện diện của hình ảnh mờ thứ ba giữa hai hình ảnh sáng hơn.  Mỗi thành phần có cùng phân bố năng lượng quang phổ và là một hình ảnh của chuẩn tinh.  Các hệ thống thấu kính hấp dẫn với số lượng hình ảnh kỳ lạ là cực kỳ hiếm; hầu hết chứa hai hoặc bốn.
Ban đầu độ phóng đại do thấu kính hấp dẫn được cho là lớn, trong khoảng từ 40 đến 90 lần.  Sau khi quan sát chi tiết ở nhiều bước sóng, mô hình tốt nhất của thiên hà thấu kính là thiên hà xoắn ốc nghiêng.  Điều này cho độ phóng đại khoảng 4.  Các quan sát bổ sung đã dẫn đến dịch chuyển đỏ sửa đổi 3.911.

Cấu trúc thiên hà

APM 08279 + 5255 là một nguồn sáng ở hầu hết các bước sóng và đã trở thành một trong những nguồn được nghiên cứu nhiều nhất về các nguồn ở xa.  Sử dụng giao thoa kế, nó đã được ánh xạ trong tia X với Máy quang phổ hình ảnh CCD AXAF trên Đài quan sát tia X Chandra, trong hồng ngoại với Kính viễn vọng Không gian Hubble và trong đài phát thanh với Mảng Đường cơ sở Rất dài.  Các phép đo với Giao thoa kế IRAM Plateau de Bure và các thiết bị khác đã xem xét sự phân bố của các phân tử như CO, CN, HCN và HCO + cũng như carbon nguyên tử.
Từ những quan sát này, APM 08279 + 5255 là một thiên hà hình elip khổng lồ với lượng lớn khí và bụi và một hạt nhân thiên hà hoạt động (AGN) ở lõi của nó.  AGN không có sóng radio mà không có bằng chứng cho một máy bay phản lực tương đối tính.  Nó được cung cấp bởi một trong những lỗ đen siêu lớn nhất được biết đến: 23 tỷ khối lượng mặt trời (dựa trên vận tốc của đĩa phân tử ); hoặc thay vào đó là 10 tỷ khối lượng mặt trời (dựa trên ánh xạ dội lại ).  Lỗ đen được bao quanh bởi một đĩa vật liệu bồi tụ xoắn ốc vào đó, một vài phân tích kích thước.  Xa hơn nữa là một hình xuyến bụi, một đám mây bụi và khí hình bánh rán với bán kính khoảng 100 Parsec.  Cả đĩa bồi tụ và hình xuyến bụi dường như gần như đối mặt với chúng ta.  Bức xạ từ khí phân tử đến từ một đĩa dẹt ở trung tâm thiên hà với bán kính 550 pc.  Đây cũng là khu vực starburst của thiên hà.  Khí được đốt nóng cả bởi hoạt động trong AGN và bởi các ngôi sao mới hình thành.
APM là một thiên hà hồng ngoại siêu sáng (ULIRG).  Dịch chuyển đỏ cao của nó chuyển phổ hồng ngoại xa thành bước sóng milimet nơi nó có thể được quan sát từ các đài quan sát trên mặt đất.  Trong năm 2008 và 2009, cường độ của các vạch phổ hơi nước của nó được đo bằng máy quang phổ kế milimet Z-Spec tại Đài quan sát Máy nghiền Sub Calimet Caltech.  So sánh quang phổ với phổ của Markarian 231, một ULIRG khác, cho thấy nó có lượng hơi nước gấp 50 lần thiên hà đó.  Điều này khiến nó trở thành khối lượng nước lớn nhất trong vũ trụ được biết đến với lượng nước gấp 100 nghìn tỷ lần so với lượng nước được giữ trong tất cả các đại dương của Trái đất cộng lại.  Khám phá của nó cho thấy rằng nước đã phổ biến trong vũ trụ được biết đến gần như toàn bộ sự tồn tại của nó; bức xạ được phát ra 1,6 tỷ năm sau Vụ nổ lớn.