Гравитационное линзирование.Что это?

3+

Одним из интереснейших космических эффектов является гравитационное линзирование. Известный английский физик Артур Эддингтон в 1919 году отправился в экспедицию к западному побережью Африки на остров Принсипи. Он хотел проверить удивительную гипотезу Альберта Эйнштейна, предполагавшего, что массивные тела искривляют пространство вокруг себя.

Солнечное затмение, произошедшее на острове Принсипи в мае 1919 года, позволило физику сфотографировать расположенные недалеко от Солнца звезды, и рассчитать их местоположение. Полученные координаты, согласно теории Эйнштейна, должны были отличаться от реального положения звезд в космическом пространстве. Спустя год, после тщательных расчетов Эддингтон подтвердил гипотезу своего коллеги. Положение небесных тел и впрямь отличалось, причем ровно настолько, насколько предполагал  Эйнштейн. В 1936 году Альберт Эйнштейн заявил, что световые лучи, исходящие от объекта, проходят по искривлённой дуге, вблизи  от массивного тела, расположенного перед ним,  тем самым формируя искаженное и усиленное изображение источника. То есть массивное тело сработало как самая обыкновенная линза. Этот эффект был назван «гравитационное линзирование».

 Схема работы гравитационной линзы
В зависимости от взаимного расположения  источника света, массивного тела (линзы)  и наблюдателя, а также от формы гравитационной потенциальной ямы, создаваемой линзирующим объектом  можно  увидеть всевозможные искаженные изображения. Так если человек, источник света и массивное тело(линза) будут расположены на одной прямой, то источник света будет виден как кольцо вокруг массивного объекта. При отклонении расположения объектов от прямой можно увидеть дугу.

Обычно мы имеем дело с двумя телами: источником (фоновым объектом)  и массивным телом (гравитационной линзой). Однако может быть и несколько источников, и много линз (например, линзирование на двойной звезде или звезде с планетой). В таком случае наблюдатель сможет видеть искривлённые размноженные изображения одного и того же объекта. Их количество и форма зависит от взаимного расположения источника света (объекта), линзы и наблюдателя.

Впервые наблюдать эффект «гравитационного линзирования», астрономам удалось лишь  в 1979 году.  С тех пор было  открыто множество интересных систем и случаев линзирования. Есть красивейшие «кресты Эйнштейна» (Einstein’s Cross), есть линзирование на скоплениях галактик.
 
Космическая подкова — источником излучения в данном случае, является гигантская эллиптическая галактика, находящаяся на расстоянии 10,9 миллиарда световых лет от Земли. Гравитационная линза расположена в 4,6 миллиарда световых лет, снято телескопом «Хаббл».
 
 Крест Эйнштейна — квазар QSO 2237+0305, его изображение учетверяется. Свет линзируется галактикой ZW 2237+030.

Кольцо Эйнштейна
На этом снимке совмещены два изображения, которые получены с помощью разных телескопов. Синее пятно в центре — это изображение галактики, расположенной на расстоянии 4 млрд световых лет от Земли, снятая телескопом «Хаббл»  Красное кольцо —  галактика SDP.81, находящаяся позади первой на расстоянии около 12 млрд световых лет от Земли. Оно более подробное, так как получено с помощью радиотелескопов ALMA. Его максимальная разрешающая способность составляет около 23 миллисекунд дуги.
 
 Скопления галактик SDSS J1038+4849
 Гравитационное линзирование позволяет делать не только лишь красивые фотографии далеких галактик. Это один из немногих, а иногда и единственный способ измерения массы галактик, расположенных в миллиардах световых лет от нашей планеты. Имея линзированное изображение, астрономы могут попытаться  определить форму и массу самой линзы. Также при наблюдениях микролинзирования открываются экзопланеты с массой порядка земной, которые другими методами пока не обнаружимы.
3+

Добавить комментарий