Гравитационное линзирование – это эффект искривления света массивными объектами (галактиками, скоплениями галактик, чёрными дырами), предсказанный Общей теорией относительности Эйнштейна. В зависимости от геометрии системы, этот эффект может создавать различные формы искажённых изображений, включая дуги, кольца и множественные изображения, такие как Крест Эйнштейна.
Крест Эйнштейна (Einstein Cross)
Пример: Квазар Q2237+030 (в созвездии Пегаса), линзированный галактикой Huchra’s Lens (z ≈ 0,04).
Особенности:
Квазар (удалённый активный галактический центр) находится за галактикой-линзой.
Из-за почти идеального совмещения источника, линзы и наблюдателя свет квазара разделяется на четыре изображения, расположенные в форме креста вокруг центра галактики.
Пятое (центральное) изображение обычно слишком слабое для наблюдения.
*Крест Эйнштейна (Q2237+030), снятый телескопом Hubble.*
Физика явления:
Гравитационное поле галактики действует как выпуклая линза, создавая несколько путей для лучей света.
Если источник, линза и наблюдатель выстроены почти на одной линии, возникает кольцо Эйнштейна (см. ниже). В случае небольшого смещения – несколько отдельных изображений (как в Кресте).
Кольцо Эйнштейна (Einstein Ring)
Когда источник света, линза и наблюдатель выстроены идеально на одной линии, изображение искажается в полное кольцо.
Пример:
LRG 3-757 («Кольцо Эйнштейна» в созвездии Льва, обнаруженное Hubble).
Радиоисточник MG1131+0456 (первое обнаруженное кольцо).
*Кольцо Эйнштейна (LRG 3-757), снято Hubble.*
Особенности:
Полное кольцо образуется, когда линза (галактика или скопление) имеет осесимметричное распределение массы.
Если источник смещён, кольцо становится частичным (дугой).
Гравитационные дуги (Giant Arcs)
В скоплениях галактик (например, Abell 370, SDSS J1226+2152) можно наблюдать длинные светящиеся дуги – это сильно искажённые изображения далёких галактик.
Пример:
"Дракон" в скоплении Abell 370 – несколько дуг, соответствующих одной фоновой галактике.
Гравитационные дуги в скоплении Abell 370 (Hubble).
Физика дуг:
Дуги возникают, когда линза несимметрична (например, скопление галактик имеет сложное распределение массы).
Чем больше масса линзы, тем сильнее искажение.
Практическое значение
Гравитационное линзирование позволяет:
Изучать тёмную материю (по распределению массы линзы).