Гравітаційне лінзування: космічні лінзи у дії

Гравітаційне лінзування — це одне з найбільш вражаючих явищ, що дозволяє астрономам досліджувати найвіддаленіші куточки Всесвіту. Завдяки цьому явищу ми можемо побачити об'єкти, які зазвичай недоступні для наших телескопів.

Що таке гравітаційне лінзування?

Гравітаційне лінзування відбувається, коли масивний об'єкт, наприклад галактика або скупчення галактик, знаходиться між спостерігачем і віддаленим об'єктом, таким як інша галактика або квазар. Гравітація масивного об'єкта викривляє простір-час навколо себе, і це викривлення діє як лінза, яка збільшує і деформує зображення далекого об'єкта.

Це явище було передбачене Альбертом Айнштайном у його загальній теорії відносності, опублікованій у 1915 році. Айнштайн пояснив, що масивні об'єкти можуть викривляти простір-час, і ця деформація може змінювати шлях світла.

Види гравітаційного лінзування

Існує кілька видів гравітаційного лінзування, залежно від розташування та маси лінзуючого об'єкта:

1. Сильне лінзування: відбувається, коли лінзуючий об'єкт дуже масивний і близько розташований до лінії зору між спостерігачем і джерелом світла. Це призводить до появи кількох зображень далекого об'єкта або до утворення кільця Айнштайна.

2. Слабке лінзування: відбувається, коли лінзуючий об'єкт менш масивний або знаходиться далі від лінії зору. Це призводить до невеликого викривлення зображення далекого об'єкта, яке складно помітити без детального аналізу.

3. Мікролінзування: відбувається, коли лінзуючий об'єкт має масу зірки або планети. У цьому випадку зображення далекого об'єкта не розділяється на кілька, але яскравість світла віддаленого об'єкта короткочасно збільшується, коли лінзуючий об'єкт проходить перед ним

Значення гравітаційного лінзування

Гравітаційне лінзування має величезне значення для астрономії та космології. Завдяки цьому явищу вчені можуть:

- Вивчати масивні об'єкти: гравітаційне лінзування дозволяє вимірювати масу галактик і скупчень галактик, включаючи темну матерію, яку не можна побачити безпосередньо.

- Досліджувати далекі об'єкти: гравітаційні лінзи діють як природні телескопи, дозволяючи бачити об'єкти, які були б занадто тьмяними або віддаленими для сучасних телескопів.

- Перевірка теорії відносності: спостереження гравітаційного лінзування підтверджують прогнози загальної теорії відносності Айнштайна.

Приклади гравітаційного лінзування

Одним із відомих прикладів гравітаційного лінзування є кільце Айнштайна, яке виникає, коли джерело світла, лінзуючий об'єкт і спостерігач знаходяться на одній лінії. Іншим прикладом є гравітаційні арки, які можна побачити у зображеннях масивних скупчень галактик.

Одним із найвідоміших прикладів гравітаційного лінзування є Хрест Айнштайна — квазар Q2237+030 (QSO 2237+0305), що просвічується через ядро спіральної галактики ZW 2237+030. 

Галактика діє як гравітаційна лінза, внаслідок чого виникає чотири зображення квазара, які утворюють майже ідеальний хрест із галактикою-лінзою в центрі.