什么是引力透镜效应?奇妙的爱因斯坦环,让你看到真实的时空弯曲( 二 )


什么是引力透镜效应?奇妙的爱因斯坦环,让你看到真实的时空弯曲
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图为类星体QSO 0957+561A和B两个像的光谱 , 形状高度相似 , 因此实际是经过引力透镜的一个类星体两个镜像
经过进一步观测计算 , QSO0957+561类星体距离我们87亿光年 , 而夹在其中间充当透镜的天体YGKOW G1(简称G1)则距离我们37亿光年 , 这个G1是一个巨大星系 , 形成了巨大的引力透镜 , 当QSO0957+561类星体的光穿越透镜时 , 得到放大并形成两个相互镜像 。
1980年 , 韦曼等人又发现了一个看起来像三重像的类星体PG 1115+080 , 但其中有一个像特别亮 , 远远高于其他两个像的亮度 , 后来发现这是两个相差0.5"的像同叠的结果 , 因此这个被引力透镜折射的类星体像实际上是四重像 。
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这种四重像引力透镜效应 , 人们把它称为爱因斯坦十字架 。
理论上 , 任何天体都会扭曲周边时空 , 就会形成一个引力透镜 , 因此可以说引力透镜遍布宇宙各个角落 。但只有当这个“透镜”足够大 , 后面又恰好有被放大或被多重镜像的天体时 , 这个“透镜”才有意义 , 而且只有对遥远的天体形成引力透镜效应才更有意义 。
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随着引力透镜发现得越来越多 , 人们不但发现了遥远天体的多重镜像 , 还发现了爱因斯坦环 。所谓爱因斯坦环 , 就是由于引力透镜效应影响 , 让经过透镜光源畸变成环状 , 围绕着引力透镜的边缘 , 有的是一个不完整的圆形 , 有的是完整的圆形 。
1988年 , 美国天文学家休伊特等人 , 发现了第一个不算完整的爱因斯坦环 , 被命名为MG1131 + 0456;1998年 , 英国天文学家采用哈勃太空望远镜发现了第一个完整的爱因斯坦环 , 命名为B1938 + 666 。
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这个漂亮的环不是画上去的 , 而是引力透镜效应真实照片
现在 , 引力透镜现象在宇宙中普遍存在 , 根据引力源的大小 , 人们把引力透镜划分为微引力透镜、弱引力透镜、强引力透镜等三个档次 。
太阳这样的天体形成的引力透镜就是典型的微引力透镜 , 只能让较远天体光线经过时发生小幅偏转;而弱引力透镜的放大增强效应比微引力透镜要强大 , 让通过的光源变得更亮;强引力透镜则能让通过的光源明显放大和改变星像 , 形成双像、多重像以及环半弧和全弧 。
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通过这些引力透镜 , 人们能够看到更远更亮更多的天体 。
引力透镜效应让人们看到更遥远的过去
现在 , 科学界通过巨大高精度的各种天文望远镜 , 看到越来越远的天体 , 比如发现了90多亿光年距离的原始恒星 , 130多亿光年距离的星系 。但这些恒星和星系并不是望远镜直接看到的 , 而是通过前置天体的巨大引力透镜效应 , 将遥远微弱暗淡星光放大很多倍 , 才发现的 。
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比如2016年5月 , 天文学家们看到了90亿光年距离一颗恒星发出的光线 , 就是通过哈勃望远镜与引力透镜结合在一起 , 让这颗遥远恒星的光明亮了很多 , 才被发现的 。这颗恒星被命名为LS1(透镜恒星1) , 昵称为“伊卡洛斯” 。