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愛因斯坦十字
來源:互聯網

愛因斯坦十字,或稱愛因斯坦十字架,位于飛馬座內(赤經:22h 40m 31s,赤緯:+03° 21′ 30.3″),是引力透鏡效應最著名的例證之一。它包括較遠處一個類星體的四重影像,以及較近處一個前景星系的核心。

物理原理

前景星系的巨大引力場使這顆遙遠的類星體發出的星光被彎曲成四個不同的影像。要發生這種幻象,這顆類星體必須在一個巨大星系中心的正后方。這種效應統稱為引力透鏡(gravitational lensing)。

而圖上這種 特殊的例子,即遠方天體被引力透鏡效應分成四個幻像,稱為愛因斯坦十字(阿爾伯特·愛因斯坦 Cross)。更有趣的是,愛因斯坦十字的圖像亮度會改變。因為有時候,前景星系中會有一些特殊恒星產生額外的微引力透鏡效應(gravitational microlensing ),這種效應會使亮度變大。

形成原因

光斑的形成原因是,星系團中的暗物質使來自超新星的光線發生彎曲,盡管超新星與星系團有許多光年的距離,但從哈勃空間望遠鏡上看,超新星就位于星系團的后面。

觀測實例

1979年3月,由英美兩國天文學家組成的小組,使用美國亞利桑那州基特峰美國國家天文臺2.1米口徑的望遠鏡,觀測到一對類星體:和,二者亮度相同,都是17等,角距離僅6.2角秒。而且光譜結構相同,紅移量都是1.405,因而被判斷是同一個類星體的孿生像。這是天文學家觀測到的第一例引力透鏡效應。

1985年,地面望遠鏡的中國空間站工程巡天望遠鏡觀測發現了一例著名的愛因斯坦十字引力透鏡效應,1990年9月13日,哈勃空間望遠鏡拍攝到了它非常清楚的照片:周圍四個光斑是遠在80億光年處的一個類星體,因中央前置星系的引力透鏡效應,亮度得到增加并分成四個像,上下兩個像角距離1.4角秒。

1999年,位于夏威夷的日本8米光學望遠鏡拍攝到了類星體的四重像,前置天體是一個距離30億光年的橢圓星系,遠方天體距離80億光年。

2000年4月錢德拉空間天文臺拍攝到類星體的四重像,位于牧夫座,遠方天體距離11億光年,前置天體是一個擁有巨大黑洞的螺旋星系。

20世紀90年代,“哈勃空間望遠鏡”望遠鏡拍攝到了天龍座星系團Abll 2218的引力透鏡效應照片。星系團距離20億光年,其周圍分布著120段纖細的同心圓弧,這是在星系團后100億光年的一些星系由引力透鏡效應產生的幻像。

2014年11月11日,天文學家在分析哈勃望遠鏡收集的圖像時首次看到,4個光斑圍繞一個距離地球50億光年的星系團形成十字,隨后天文學家利用地球上的其他望遠鏡分析了這些圖像。哈勃望遠鏡捕獲的這顆超新星的4個圖像出現的時間彼此相距幾天或幾周。

參考資料 >

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