Yerçekimi mercekleme olarak bilinen etki nedir? O nasıl çalışır? Hangi nesneler bu etkiye neden olabilir?
Yanıtlar:
Yerçekimi mercekleme, ışığın gözlemci (biz) arasındaki büyük nesneler tarafından bükülmesi ve bir arka plan ışık kaynağıdır. General Einstein'ın görelilik teorisinin doğrudan bir tahmindir ve ünlü esnasında test ve Sir Aurther Eddington'a tarafından doğrulandı 29 Mayıs 1919 Güneş exlipse çok yakın güneşe bir yıldızın görünen konumu bir gözlemlenmiştir, farklı bir konumda - kesin pozisyon GR tarafından başarıyla tahmin edildi.
Yerçekimi merceğine yol açabilecek birçok durum vardır. Bu rejimler:
Güçlü Lensleme
Güçlü lensleme, görsel olarak en çarpıcı yerçekimi lensi şeklidir ve adından da anlaşılacağı gibi, son derece büyük bir nesne ve lens ile kaynak arasında iyi bir hizalama gerektirir. Gökada kümeleri, güçlü yerçekimi merceğinin en yaygın nedenidir. Kısmi yaylar, tam yaylar ( Einstein halkaları ) ve çoklu görüntüler, gözlemleyebileceği güçlü yerçekimi mercekleme özellikleridir. Güçlü kütleçekimsel lensleme özellikleri üreten en yaygın olarak incelenen nesnelerden bazıları , en ünlüsü Abell 1689 olan Abell kümeleridir (aşağıdaki resim).
Yaylar ve halkalar gibi güçlü lensleme özellikleri genellikle genişletilmiş nesnelerden kaynaklanır (kümenin kendisinin bir parçası olmayan arka plan galaksileri gibi) ve çoklu görüntü (çoğunlukla dörtlü görüntü sistemleri) tipik olarak arka plan kuasarları gibi nesnelerdir.
Zayıf Lensleme
Zayıf yerçekimi lensleri, güçlü lenslerden çok daha sık görülür. Lensler kümeler (dış bölgelerinde), bireysel galaksiler veya hatta evrendeki büyük ölçekli yapı olabilir. Zayıf lensleme gözle fark edilir bir etki değildir, bunun yerine istatistiksel olarak yapılmalıdır. Bir arka plan gökadaları alanının eliptikleri bir ızgarada gözlenir ve zayıf lensleme sinyalini oluşturmak için istatistiksel olarak birlikte ortalaması alınır. Bu arka plan gökadaların lensleme nedeniyle şekil bozulmaları yüzde ölçeğindedir. Bununla birlikte, önemli bir varsayım yapılır ve bu, galaksilerin izofotlarının (sabit ışık çizgileri) eliptik ve yönelimlerinin tamamen rastgele olmasıdır. Bununla, herhangi bir netüretilen teğetsel kesme yerçekimi merceğinden kaynaklanmaktadır. Aşağıdaki görüntüde (sol üstten sağa doğru), sol üst çerçeve, dairesel gökadaların kirlenmemiş bir alanını gösterir ve hemen sağında lensin etkisini gösterir. Sağ alttaki görüntü şekil gürültüsü (arka plan gökadalarının 'gerçekçi' alanı) ekledi ve sağında alan nasıl merceklenirdi.
Son olarak, yüksek dereceli şekil bozulma efektleri, özellikle Fleksiyon , genişletilmiş galaksi kaynaklarını sadece makaslamak için değil, aynı zamanda esnemek için de üretebilir. Bu şu anda ölçülmesi zor bir şey.
mikro-mercekleme
Mikrolensing, Samanyolu galaksisinin ölçeğinde en yaygın mercek rejimidir. Bu, arka plan yıldızları ön plan yıldızların arkasından geçtiğinde ortaya çıkabilir. Mikrolensing aslında arka plan yıldızının birden fazla görüntüsünü üretecek kadar güçlüdür, ancak görüntü ayrımları çok küçük olduğundan (mikro-arcsecond ölçek - dolayısıyla ad), gözlemlediğimiz şey (bir mikro-arcsecond açısal çözünürlüğü elde etmek zor olduğundan) ) nesne, ara masif nesne ile hizalanıp içeriye doğru hareket ettikçe akıdaki bir değişikliktir. İlginç bir şekilde, mikrolenslemenin aslında yıldız mercek sistemleri etrafındaki gezegenleri tespit etmede yararlı olduğu kanıtlanmıştır.
Yerçekimi mercekleme , büyük miktarda yerçekiminin ışık yolu üzerindeki etkisidir. Etkinin bir örneği:
Animasyon bir galaksinin önünden geçen bir kara delik göstermektedir (simüle edilmiş). Teorik olarak, yüzey kütle yoğunluğu kritik yüzey kütle yoğunluğundan daha büyük olan herhangi bir nesne benzer etkiler üretebilecektir.
Olan şey, ışığın uzay-zaman kumaşı boyunca düz bir çizgide ilerlemesidir. Kumaşta çok büyük bir nesne olduğunda, kumaşı büker - ışık kumaş üzerinde düz bir çizgi izlediğinden , çizgi de bükülür. Bu, ışığın düz olmayan bir çizgide ve dolayısıyla bir mercek efektinde olduğu anlamına gelir.
Bu NASA eğitimine göre , yerçekimi mercekleme, uzak bir nesneden yayılan ışığın, galaksi gibi büyük bir nesnenin, aramızdaki ve uzak nesne arasındaki yerçekimi alanı tarafından büküleceği zamandır.
Bu etkiyi özetleyen bir diyagram aşağıdadır:
Kaynak: "Sıradışı Bir Yerçekimi Merceğinin Keşfi" (Courbin ve ark.)
Bizim bakış açımızdan bir yıldız diğerinin önüne geçer. Sadece uzak yıldızdan gelen ışığı bloke etmek yerine, uzak yıldızdan daha önce bir tarafa, diğer tarafa, yukarıda, aşağıya, yani aslında diğer yıldızın her tarafına - gelen ışık şimdi yerçekiminin etkisiyle bükülür yakındaki yıldızdan fotonlar. Sonuç olarak, öncekilerden daha fazla foton yolumuza gidiyor.
Hangi nesneler bu etkiye neden olur? Bir yıldızın önünden geçen devasa bir nesne.