看看照片,有没有看见不可思议的光环状的天体?实际上这并不是天体的本来面貌,而是由于“引力透镜效应”被扭曲了的星系的模样。就像盛着水的杯子会使它前面的景象变形一样,星系前面的别的天体也会使星系的图像产生变形。
由于引力透镜效应而产生变形的各种天体图像中,最特别的是形变成光环状的“爱因斯坦环”(Einstein ring)。阿尔伯特·爱因斯坦(1879~1955)在1936年就预言了它的存在。
根据爱因斯坦的广义相对论,天体的重力会改变光的传播方向。因此,来自于远方星系的光,途中受到某个天体的重力影响,就会像通过透镜一般弯曲,而使看到的远方的星系像变形。特别是,远方的星系和近处的星系以及地球几乎处于一条直线上时,就会看到环状的像。
引力透镜效应不仅使天体的像变形成光环或者圆弧状,还有的会把图像分割成许多块,也有的亮度会增加。
利用引力透镜效应寻找无法直接看到的暗天体!
人们利用引力透镜效应寻找过无法直接看到的暗天体“太阳系外行星”(extrasolar planet或exoplanet)、“褐矮星”(brown dwarf)和“黑洞”(black hole)等等。所谓的褐矮星就是由于质量太小,不发生通常恒星发生的核聚变反应、呈黑色星云状的天体。
这些暗天体在星的前面经过时,由于引力透镜效应,星会突然变亮。用这种方法可以直接感知看不见的暗天体的存在。
图:爱因斯坦环
变形成光环状的蓝色的像就是爱因斯坦环,实际上它是远方的星系。位于光环中心的是近处的星系,它的质量为我们的银河系的10倍。由于近处星系的引力使光发生形变,远方星系的像被放大,变成环状。
(本文发表于《科学世界》2015年第4期)
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