天体收藏家-孙国佑

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强引力透镜

 

什么是引力透镜?

引力透镜是一种大质量物体改变其周围时空特性,从而使光线在其附近传播时路径发生弯折的现象。

简单来说,引力透镜就是像它的名字一样,是由引力引起的透镜效应。就像我们拿“放大镜”去看遥远的天体,而这个放大镜不是玻璃的,而是另一个大质量的天体。所以在这个事件中至少有三个参与者,分别是观测者,非常遥远的发光天体,或者说背景天体,还有在这两者中间的一个天体。在中间的这个天体并不需要是发光,但一定要质量很大,而且恰好在观测者和背景天体的连线附近。因此背景天体发出的光在经过中间天体附近的时候,受到它的引力场的作用,传播路径发生偏折。于是在我们看来就像有个放大镜一样。天文学上研究引力透镜一般分为三个大的方向:一是强引力透镜,这个主要是当这三者比较好的处在一条直线上;二是弱引力透镜,就是这三者没有特别好的连在一条直线的情况;三是微引力透镜,主要是研究这三者在视觉上有明显地相对运动的情况。

引力透镜原理

强引力透镜”顾名思义,这种现象里引力造成的折射非常强,因此我们看到背景天体的形变就非常明显。比如背景天体是一个星系的话,我们可能看到它被扭曲成一条弧形甚至一个完整的圆环;如果背景天体是致密的点源,比如类星体的话,我们可能看到它的两个像,甚至四个像。那是因为在强引力透镜中,由于光线在传播过程中经过了不同的路径,但它们都汇聚到像平面最后成像,我们就看到了多个像,可能有人会问,这里所说的多个像哪些是实像哪些是虚像呢?其实如果按照中学课本的定义来讲,所有经过引力透镜的像都是虚像。


爱因斯坦十字

研究引力透镜的意义?
1,可以用来测量星系/星系团/宇宙大尺度结构中暗物质的分布。
2,可以用来估计宇宙在大范围上的几何效应,例如是否平坦,还有暗能量的性质等。
3,在极端强引力场条件下,比如黑洞周围,可以检验广义相对论的正确性。

我发现的强引力透镜

Update to 2022.02.1

No. RA/DEC (J2000.0) images note
1 14 43 02.76 +44 17 23.45 HSC J144302+441723
arXiv:2201.11135
2 23 39 45.10 +01 57 26.64 HSC J233945+015726
arXiv:2201.11135
reference:arXiv:2201.11135


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