Проявления сильного линзирования
Когда гравитационное поле достаточно сильное (Σ≫ΣcritΣ≫Σcrit), возникают следующие эффекты:
Множественные изображения – один источник может давать несколько (2, 4 или даже больше) изображений из-за неоднородности гравитационного поля.
Гигантские дуги – сильно вытянутые дугообразные структуры, возникающие при почти точном совпадении линзы и источника (например, в скоплении Abell 1689).
Кольца Эйнштейна – если источник, линза и наблюдатель идеально выровнены, свет формирует замкнутое кольцо (или его частичную дугу).
Пример: скопление Abell 1689
Abell 1689 – одно из самых массивных известных скоплений галактик (красное смещение z≈0.18z≈0.18), действующее как мощная гравитационная линза. Наблюдения (в том числе с телескопа Hubble) выявили:
Сотни искаженных изображений фоновых галактик (z∼1–3z∼1–3), включая дуги и множественные копии.
Картирование распределения темной материи – по искажениям восстановлена масса скопления, включая невидимый темный компонент.
Космологические приложения – измерение параметров Hubble (H0H0) через временные задержки между изображениями (например, квазаров).
Научное значение
Изучение темной материи – линзирование позволяет напрямую картографировать её распределение.
Усиление далеких объектов – слабые галактики ранней Вселенной становятся наблюдаемыми.
Проверка ОТО – в экстремальных гравитационных полях.
Таким образом, сильное линзирование – ключевой инструмент современной астрофизики, связывающий гравитацию, космологию и физику высоких энергий.
Слабое гравитационное линзирование: искажение форм галактик и изучение крупномасштабной структуры Вселенной
Слабое гравитационное линзирование (Weak Gravitational Lensing, WL) – это эффект, при котором свет от далёких галактик искажается под действием гравитационного поля массивных объектов (скоплений галактик, тёмной материи), расположенных на луче зрения. В отличие от сильного линзирования, приводящего к образованию дуг и колец (например, в скоплениях галактик), слабое линзирование вызывает лишь небольшие (∼1%) искажения форм галактик, которые можно выявить только статистически при анализе большого числа объектов.
Этот эффект является мощным инструментом космологии, так как позволяет изучать:
Распределение тёмной материи в крупномасштабной структуре Вселенной.