Silné gravitační čočky - Strong gravitational lensing - Wikipedia

Silné gravitační čočky je gravitační čočky efekt, který je dostatečně silný k produkci více obrázků, oblouky nebo dokonce Einsteinovy prsteny. Obecně platí, že silný efekt čočky vyžaduje promítanou hmotnostní hustotu čočky větší než kritická hustota, to je ${ displaystyle Sigma _ {cr} ,}$ . U bodových zdrojů na pozadí bude více obrázků; pro rozšířené emise pozadí mohou existovat oblouky nebo prstence. Topologicky se produkce vícenásobných obrazů řídí věta o lichém čísle.^[1]

Silné čočky předpovídal Albert Einstein je obecná teorie relativity a pozorovatelně objeven Dennis Walsh Bob Carswell a Ray Weymann v roce 1979.^[2] Zjistili, že Twin Quasar Q0957 + 561A obsahuje dva obrazy stejného objektu.

Postřehy

Většina silných gravitačních čoček je detekována ve velkém měřítku průzkumy galaxií.

Objektivy Galaxy

Světelný zdroj prochází za gravitační čočkou (hmota bodu umístěná ve středu obrazu). Kruh aqua je zdrojem, jak by bylo vidět, kdyby zde nebyl objektiv, bílé skvrny jsou více obrazy zdroje.

Objektiv v popředí je a galaxie. Když je zdrojem pozadí kvazar nebo nevyřešený proud „silné objektivové obrázky jsou obvykle vícebodové více bodů; Pokud je zdrojem pozadí galaxie nebo emise s rozšířeným paprskem, mohou být silnými objektivy obrázky oblouky nebo prstence. Od roku 2017 bylo pozorováno několik stovek silných čoček galaxie-galaxie (g-g).^[3] Nadcházející Hvězdárna Vera C. Rubina a Euklid Očekává se, že průzkumy objeví více než 100 000 takových objektů.^[4]

Klastrová čočka

Objektiv v popředí je a kupa galaxií. V takovém případě je objektiv obvykle dostatečně silný, aby vyzařoval jak silnou čočku (více snímků, oblouky nebo prstence), tak slabé čočky efekty (zkreslení elipticity).

Astrofyzikální aplikace

Hromadné profily

Protože gravitační čočka je efekt pouze v závislosti na gravitační potenciál, lze jej použít k omezení Hmotnost model čoček. Díky omezením z více obrazů nebo oblouků lze navrhovaný hromadný model optimalizovat tak, aby odpovídal pozorovatelům. Subgalaktické struktury, které v současné době zaujímají astronomové, jsou centrální distribuce hmoty a temná hmota halo.^[5]

Časová zpoždění

Vzhledem k tomu, že světelné paprsky procházejí různými cestami a vytvářejí více obrazů, budou zpožděny místními potenciály podél světelných cest. Rozdíly časového zpoždění z různých obrazů lze určit pomocí hmotnostního modelu a kosmologický model. Takže s pozorovanými časovými zpožděními a omezeným hmotnostním modelem byla kosmologická konstanta jako Hubbleova konstanta lze odvodit.^[6]

Galerie

Gravitační čočkový systém SDSS J0928 + 2031.^[7]
SDSS J1138 + 2754 pořízeno Hubblův Fotoaparát WFC3.^[8]

Reference

^ Mediavilla, Evencio (2016). Astrofyzikální aplikace gravitačního čočkování. Cambridge University Press. ISBN 978-1-107-07854-3.
^ Bernstein, G. M .; Tyson, J. A .; Kochanek, C. S. (1993). "Velký oblouk v systému gravitačních čoček 0957 + 561". Astronomický deník. 105: 816. Bibcode:1993AJ .... 105..816B. doi:10.1086/116474. ISSN 0004-6256.
^ Wang, Lin; Shu, Yiping; Li, Ran; Zheng, Zheng; Wen, Zhonglue; Liu, Guilin (2017-03-28). „SDSS J1640 + 1932: efektní systém silných čoček galaxie-kvasaru“. Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti. Oxford University Press (OUP). 468 (3): 3757–3763. arXiv:1703.07495. Bibcode:2017MNRAS.468.3757W. doi:10.1093 / mnras / stx733. ISSN 0035-8711.
^ Collett, Thomas E. (2015). „Populace silných čoček galaxie-galaxie v nadcházejících průzkumech optického zobrazování“. Astrofyzikální deník. 811 (1): 20. arXiv:1507.02657. Bibcode:2015ApJ ... 811 ... 20C. doi:10.1088 / 0004-637X / 811/1/20. ISSN 1538-4357.
^ Kochanek, C. S. (2006). "Silné gravitační čočky". 33: 91–268. doi:10.1007/978-3-540-30310-7_2. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
^ Courbin, Frédéric; Minniti, Dante (2002). "Gravitační čočka: astrofyzikální nástroj". 608. doi:10.1007/3-540-45857-3. ISSN 0075-8450. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
^ „Nahlédnutí do minulosti“. www.spacetelescope.org. Citováno 21. ledna 2019.
^ "Úžasná gravitace". www.spacetelescope.org. Citováno 10. září 2018.

[Mediavilla_2016_p.-1] Mediavilla, Evencio (2016). Astrofyzikální aplikace gravitačního čočkování. Cambridge University Press. ISBN 978-1-107-07854-3.

[BernsteinTyson1993-2] Bernstein, G. M .; Tyson, J. A .; Kochanek, C. S. (1993). "Velký oblouk v systému gravitačních čoček 0957 + 561". Astronomický deník. 105: 816. Bibcode:1993AJ .... 105..816B. doi:10.1086/116474. ISSN 0004-6256.

[Wang_Shu_Li_Zheng_pp._3757–3763-3] Wang, Lin; Shu, Yiping; Li, Ran; Zheng, Zheng; Wen, Zhonglue; Liu, Guilin (2017-03-28). „SDSS J1640 + 1932: efektní systém silných čoček galaxie-kvasaru“. Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti. Oxford University Press (OUP). 468 (3): 3757–3763. arXiv:1703.07495. Bibcode:2017MNRAS.468.3757W. doi:10.1093 / mnras / stx733. ISSN 0035-8711.

[Collett2015-4] Collett, Thomas E. (2015). „Populace silných čoček galaxie-galaxie v nadcházejících průzkumech optického zobrazování“. Astrofyzikální deník. 811 (1): 20. arXiv:1507.02657. Bibcode:2015ApJ ... 811 ... 20C. doi:10.1088 / 0004-637X / 811/1/20. ISSN 1538-4357.

[Kochanek2006-5] Kochanek, C. S. (2006). "Silné gravitační čočky". 33: 91–268. doi:10.1007/978-3-540-30310-7_2. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)

[CourbinMinniti2002-6] Courbin, Frédéric; Minniti, Dante (2002). "Gravitační čočka: astrofyzikální nástroj". 608. doi:10.1007/3-540-45857-3. ISSN 0075-8450. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)

[7] „Nahlédnutí do minulosti“. www.spacetelescope.org. Citováno 21. ledna 2019.

[8] "Úžasná gravitace". www.spacetelescope.org. Citováno 10. září 2018.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]