Микролинзирование – Что такое гравитационное линзирование

Микролинзирование – Что такое гравитационное линзирование

Микролинзирование – единственный известный метод, способный обнаруживать планеты на действительно больших расстояниях от Земли. В то время как радиальные скоростные поиски ищут планеты в нашей непосредственной галактической близости, до 100 световых лет от Земли, и транзитная фотометрия может потенциально обнаружить планеты на расстоянии сотен световых лет, микролинзирование может найти планеты, вращающиеся вокруг звезд вблизи центра галактики, в тысячах световых лет.

ОБНАРУЖЕНИЕ ПЛАНЕТЫ С ПОМОЩЬЮ МИКРОЛИНЗИРОВАНИЯ Процесс микролинзирования поэтапный, справа налево. Звезда линзирования (белая) движется перед звездой-источником (желтой), увеличивая изображение и создавая событие микролинзирования. На четвертом изображении справа планета добавляет свой собственный эффект микролинзирования, создавая два характерных пика на кривой блеска.

Микролинзирование – это астрономический эффект, предсказанный Общей Теорией Относительности Эйнштейна. Согласно Эйнштейну, когда свет, исходящий от звезды, проходит очень близко к другой звезде на пути к наблюдателю на Земле, гравитация промежуточной звезды будет слегка искривлять световые лучи от исходной звезды, заставляя две звезды казаться дальше друг от друга, чем обычно. Этот эффект был использован сэром Артуром Эддингтоном в 1919 году, чтобы обеспечить первое эмпирическое доказательство общей теории относительности.

Теперь, если исходная звезда расположена не только близко к промежуточной звезде, если смотреть с Земли, но и точно за ней, этот эффект умножается. Лучи света от исходной звезды проходят со всех сторон промежуточной звезды или «линзирующей» звезды, создавая так называемое «кольцо Эйнштейна». Даже самый мощный земной телескоп не может распознать отдельные изображения исходной звезды и линзообразующей звезды между ними, вместо этого он видит один гигантский диск света, известный как «диск Эйнштейна», где ранее находилась звезда. Результатом является резкое увеличение яркости линзы-линзы в целых 1000 раз. Обычно это длится несколько недель или месяцев, прежде чем исходная звезда смещается от выравнивающей звезды, а яркость спадает.

Несмотря на то, что это нормальная картина события микролинзирования, ситуация, когда у звезды-линзы меньше спутник, существенно отличается. Если планета расположена достаточно близко к линзе-линзе, так что она пересекает один из двух световых потоков, исходящих от звезды-источника, собственная гравитация планеты изгибает поток света и временно создает третье изображение звезды-источника. При измерении с Земли этот эффект проявляется как временный всплеск яркости, продолжающийся от нескольких часов до нескольких дней, наложенный на регулярную картину события микролинзирования. Для охотников за планетами такие шипы являются явными признаками присутствия планеты. Кроме того, точные характеристики кривой блеска микролинзирования, ее интенсивность и длина говорят ученым многое о самой планете. Его общая масса, его орбита,

Механизм линзирования

Схема гравитационного линзированния

По логике, свет, исходящий от дальнего квазара (одного из наиболее ярких объектов во Вселенной) или галактики в направлении Земли, должен попадать на Землю под прямым углом. Однако в некоторых случаях на пути этого света встречается другая галактика или сверхмассивная звезда, гравитационное поле, которое притягивает к себе электромагнитное излучение, направленное отдаленным объектом. Вследствие этого возникает эффект гравитационного линзирования, которому и посвящена эта статья.

Получается, что свет отдаленного объекта, попадая на галактику, находящуюся между ним и наблюдателем, искажает истинную форму источника, который послал его на Землю. Точно так же делает обычная линза. Свет, попадая на нее, искажается. Если посмотреть через нее на объект, пославший свет, мы увидим, что он стал намного крупнее.

Форма, которую гравитационное линзирование придает отдаленному источнику света, может отличаться, в зависимости от того, через какой объект в космическом пространстве проходят его лучи. Известные примеры искажения формы источника света мы приведем в следующем пункте.

Чем оно полезно для нас

Гравитационное линзирование — это непросто интересный эффект. Учёные применяют его в практических целях, кроме того, что оно помогло подтвердить общую теорию относительности. Линзирования послужило весомым аргументом в пользу существовании тёмной материи и помогает оценить её количество и распределение во вселенной.

А также гравитационное линзирование помогает заглянуть глубже в космос. Древнейшие известные галактики, которым всего несколько сот миллионов лет после большого взрыва были открыты именно при помощи гравитационного линзирования. А ещё оно увеличивает объекты, которые находятся ближе. А один из способов обнаружения экзопланет — это гравитационная микролинзирование, когда компактные звёзды действуя как слабые линзы, изгибают свет, позволяя зафиксировать более тусклые объекты, которые не видны в обычных условиях. Это, безусловно, далеко не всё и каждый из перечисленных примеров имеет множество нюансов и заслуживает отдельной статьи.

Надеюсь, данная статья была полезна для вас, и вы полностью разобрались в этом вопросе. Будут вопросы, пишите в комментариях, всегда рад помочь.