爱因斯坦的广义相对论一个具有极高质量的物体可以扭曲空间并使光路弯曲。所以像星体团这些大质量的物体可以看作一个引力透镜。当一个在星体团旁边的物体发出的光经过它时,光在聚焦处产生了一个光源的像。这个像可能是通过透镜被放大、扭曲或倍增的光波波长,这取决于光源相对于透镜的位置。
引力透镜形成的像的特性取决于观察者、透镜、透镜后的物体是否在一条直线上。假如直线十分完美,都会产生如左图所示的爱因斯坦环。这个物体是被西班牙焦德雷尔班克观测站的射电天文学家们发觉的,通过一个中距离的椭圆星体。
倘若三个星系产生的直线不是完美的,这么将会产生多个像而不是一个环了。一侧的这个物体称作爱因斯坦十字,它显露了四个来自于一个遥远类恒星的像,这个类恒星的红位移量z=1.7(译者注:z为波谱的位移指数Z=△λ/λ),而被夹在中间充当透镜的是一个红位移量z=0.04的螺旋星体。哈勃望远镜获取的图片经过处理后将螺旋星体和类恒星的图象分离了下来。
当引力透镜坐落观察者和遥远的被成像物体的中间附近时,它的疗效是最明显的。透镜效应对物体照度的放大比列,随着视线接近于“透镜“而减小。“透镜”可以把物体的色温放大许多倍,倍数甚至能超过100-这就意味着透镜效应给我们提供了“看”到10倍距离以外的物体的可能。(译者注:观测照度与距离的平方呈正比,(观测照度)=(实际色温)/4pi(d)^2)
一颗星体对银河系中的一个物体的微引力透镜作用,来自于小型天体化学致密晕物体项目
我们就能见到三种引力透镜
星体/恒星遗迹/褐矮星/行星-当银河系中的一个物体从我们和一颗遥远的星体之间穿过时,它将聚焦遥远星系发出的光光波波长,并提高它们的照度,如上图的曲线所示。这种类型的引力透镜效应在一个紧靠我们银河系的称作大麦哲伦云的小星体中被观测到。
星体-大质量的星体同样可以饰演引力透镜的角色。星体旁边的光源发出的光经过星体时被弯曲了,经过聚焦产生了光源的像。
星体群-一个大质量的星体群可以产生来自于一个它后方遥远物体的像,一般是以一段膨胀的弧(爱因斯坦环中的一个区域)的方式出现。星体群的引力透镜效应能让我们观察到因为距离太远或则色温太微弱而不能直接观测的物体。并且,能观察到十分遥远的物体意味着可以观测到许久原先的现象,因而我们能够获取初期宇宙的信息。
参考资料
1.百科全书
2.天文学名词
3.中子星-Karen