愛因斯坦的廣義相對論一個具有極高質量的物體可以扭曲空間并使光路彎曲。所以像星體團這些大質量的物體可以看作一個引力透鏡。當一個在星體團旁邊的物體發出的光經過它時,光在聚焦處產生了一個光源的像。這個像可能是通過透鏡被放大、扭曲或倍增的光波波長,這取決于光源相對于透鏡的位置。
引力透鏡形成的像的特性取決于觀察者、透鏡、透鏡后的物體是否在一條直線上。假如直線十分完美,都會產生如左圖所示的愛因斯坦環。這個物體是被西班牙焦德雷爾班克觀測站的射電天文學家們發覺的,通過一個中距離的橢圓星體。
倘若三個星系產生的直線不是完美的,這么將會產生多個像而不是一個環了。一側的這個物體稱作愛因斯坦十字,它顯露了四個來自于一個遙遠類恒星的像,這個類恒星的紅位移量z=1.7(譯者注:z為波譜的位移指數Z=△λ/λ),而被夾在中間充當透鏡的是一個紅位移量z=0.04的螺旋星體。哈勃望遠鏡獲取的圖片經過處理后將螺旋星體和類恒星的圖象分離了下來。
當引力透鏡坐落觀察者和遙遠的被成像物體的中間附近時,它的療效是最明顯的。透鏡效應對物體照度的放大比列,隨著視線接近于“透鏡“而減小。“透鏡”可以把物體的色溫放大許多倍,倍數甚至能超過100-這就意味著透鏡效應給我們提供了“看”到10倍距離以外的物體的可能。(譯者注:觀測照度與距離的平方呈正比,(觀測照度)=(實際色溫)/4pi(d)^2)
一顆星體對銀河系中的一個物體的微引力透鏡作用,來自于小型天體化學致密暈物體項目
我們就能見到三種引力透鏡
星體/恒星遺跡/褐矮星/行星-當銀河系中的一個物體從我們和一顆遙遠的星體之間穿過時,它將聚焦遙遠星系發出的光光波波長,并提高它們的照度,如上圖的曲線所示。這種類型的引力透鏡效應在一個緊靠我們銀河系的稱作大麥哲倫云的小星體中被觀測到。
星體-大質量的星體同樣可以飾演引力透鏡的角色。星體旁邊的光源發出的光經過星體時被彎曲了,經過聚焦產生了光源的像。
星體群-一個大質量的星體群可以產生來自于一個它后方遙遠物體的像,一般是以一段膨脹的弧(愛因斯坦環中的一個區域)的方式出現。星體群的引力透鏡效應能讓我們觀察到因為距離太遠或則色溫太微弱而不能直接觀測的物體。并且,能觀察到十分遙遠的物體意味著可以觀測到許久原先的現象,因而我們能夠獲取初期宇宙的信息。
參考資料
1.百科全書
2.天文學名詞
3.中子星-Karen