Sterrekunde

Beelde van gravitasie lens

Beelde van gravitasie lens


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ek sal verwag dat gravitasie-lens 'n voorwerp in 'n ringbeeld moet maak. Maar ek het in sommige situasies gesien dat daar veelvuldige beelde gevorm word. Die Einstein-kruis in die onderstaande afbeelding, bestaande uit vier beelde:

Waarom is dit so?


Soos in die kommentaar genoem, sal 'n ring (ideaal) slegs plaasvind as u die bron, lens en waarnemer perfek in lyn bring. Dit geld vir puntbronne, vir uitgebreide bronne raak dinge ingewikkelder.

Dubbele en viervoudige beelde kom voor as die bron klein is en nie in perfekte belyning is nie - gewoonlik 'n kwasar, soos in u voorbeeld. Ter wille van die volledigheid sou dit eintlik drievoudig of vyfvoudig wees, maar die derde / vyfde beeld is baie naby aan die middelpunt, oorweldig deur die lens en sterk gedemagnifiseer (flou).

Daar is voorbeelde van ringe en amper-ringe, maar dit is meestal uitgebreide bronne, dit wil sê sterrestelsels. Dit is waarskynliker dat 'n deel van 'n uitgebreide bron toevallig met die lens en waarnemer belyn is as vir 'n puntbron.


(Beeld van die Kosmiese hoefyster)

In u voorbeeld, as die gasheerstelsel van die kwasar gesien kan word, kan dit 'n Einstein-ring wees (of 'n ovaal, aangesien die lens ietwat asimmetries lyk).


Sterrekunde-prentjie van die dag

Ontdek die kosmos! Elke dag word 'n ander beeld of foto van ons boeiende heelal aangebied, asook 'n kort uiteensetting wat deur 'n professionele sterrekundige geskryf is.

1 Junie 1999
'N Galery van swaartekragspieëls
Krediet: Kavan Ratnatunga (Carnegie Mellon U.) et al., HST, NASA

Verduideliking: Hoe dieper jy na die heelal kyk, hoe moeiliker is dit om reguit te sien. Die rede hiervoor is dat sterrestelsels in die verte as swaartekraglense optree en die lig buig wat naby gaan. Hierdie afbuigings lei tot die vervorming van agtergrondbronne, en in sommige gevalle word daar verskeie beelde geskep. Op die foto hierbo word voorwerpe van gravitasielense gevind in beelde van die Medium Deep Survey wat met die Hubble-ruimteteleskoop gedoen word. Agtergrondbronbeelde wat deur voorgrondstelsels voorgelê word, sluit in kwasars, wat as veelvuldige blou vlekke voorkom, en sterrestelsels wat in kromboë verdraai word. Ongewone en interessante kandidate vir swaartekraglensing sluit in 'n rand-aan-sterrestelsel-skyf wat kan optree as 'n lens (links bo) en 'n beeld met die bynaam London Underground (heel links) wat die vervorming van 'n agtergrondstelsel in 'n optiese Einstein-ring kan wees. .


'N Simulasie van gravitasie-lens

Die onderstaande video is 'n demonstrasie van hoe gravitasie-lenswerk werk. Die video illustreer hoe ons siening van die Whirpool-sterrestelsel sou verander, afhangend van waar dit agter die sterrestelselgroep geplaas is.

Die bostaande simulasie toon die Whirlpool-sterrestelsel, ook bekend as M51, terwyl dit agter die sterrestelselgroep Abel 2744 vee. Terwyl dit beweeg, verdraai die swaartekrag van die sterrestelsel die lig van die Whirpool-sterrestelsel, krom en vergroot dit en vermeerder dit selfs sy beeld . [2]


Swaartekraglens

Atmosferiese lenseffekte vervorm ons siening van verre voorwerpe op soortgelyke wyse, sonder enige twyfel, beïnvloed gravitasie-lens ons siening van die verre heelal en beïnvloed dit ons fisiese begrip van verskillende klasse ekstragalaktiese voorwerpe. Ons som hier 'n opsomming van die teoretiese en waarnemingsgetuienis wat hierdie bewerings ondersteun.

Nadat ons die geskiedenis van swaartekraglense kortliks bestudeer het, herinner ons ons aan die basiese beginsels onderliggend aan die vorming van swaartekraglensbeelde van verre kosmiese bronne. Ons beskryf 'n eenvoudige optiese lenseksperiment, wat eintlik tydens die mondelinge gesprek getoon is en wat verantwoordelik is vir alle soorte tans bekende swaartekraglensstelsels.

Die verskillende optiese en radio-soektogte na nuwe swaartekraglensstelsels wat by groot sterrewagte uitgevoer word, word bespreek. Moderne waarnemings van geselekteerde gravitasielensstelsels, wat verkry word met sterk presterende grondteleskope, word vervolgens aangebied. Dit bevat verskeie voorbeelde van vermenigvuldigde QSO-beelde, radioringe en reuse-ligboë.

Deur middel van die modellering van hierdie raaiselagtige voorwerpe, wys ons hoe dit moontlik is om die massa van verre lensstelsels af te weeg en om die verspreiding van lig- en donker materie in die heelal te ondersoek. Onder die astrofisiese en kosmologiese belangstellings van die waarneming en bestudering van swaartekraglense, bespreek ons ​​ook die moontlikheid om die waarde van die Hubble-parameter H o ​​uit die meting van 'n tydsvertraging af te lei, en hoe om die grootte en struktuur van verre kwasars via die waarneming te bepaal. studie van mikro-lenseffekte.

Aan die einde van hierdie referaat sluit ons af hoe u moontlik in die nabye toekoms belangrike astrofisiese en kosmologiese doelwitte kan bereik deur 'n mediumgrootte (2-3 m) teleskoop op 'n fotometriese op 'n terrein met 'n goeie atmosferiese siening toe te wy. monitering van die veelvuldige beelde van bekende en vermeende gravitasielensstelsels.


Beelde van gravitasie-lens - Sterrekunde

Kennisgewing: Hierdie webwerf sal op 25 Junie 2021 afgetree word. Op daardie stadium word u outomaties herlei na Hubblesite.org, ons enkelbronwebwerf vir die Hubble-ruimteteleskoop.

Swaartekraglens in Galaxy Cluster Abell 370

Gravitasielensdetail in Abell 370

Besonderhede van die Hubble Abell 370-beeld

COSMOS Gravitasie Lens 0038 + 4133

COSMOS Gravitasie Lens 0211 + 1139

COSMOS Gravitasie Lens 5921 + 0638

COSMOS Gravitasie Lens 0018 + 3845

COSMOS Gravitasie Lens 0013 + 2249

COSMOS Gravitasie Lens 0047 + 5023

Galaxy Cluster Abell 1689

Swaartekraglensstelsel SDSSJ0946 + 1006 (dubbele Einstein-ring)

Gravitasielensstelsel SDSSJ0946 + 1006 (Zoom in op die dubbele Einstein-ring)


Beelde van gravitasie-lens - Sterrekunde

Atmosferiese lenseffekte vervorm ons siening van verre voorwerpe op soortgelyke wyse, sonder enige twyfel, beïnvloed gravitasie-lens ons siening van die verre heelal en beïnvloed dit ons fisiese begrip van verskillende klasse ekstragalaktiese voorwerpe. Ons som hier 'n opsomming van die teoretiese en waarnemingsgetuienis wat hierdie bewerings ondersteun.

Nadat ons die geskiedenis van swaartekraglense kortliks bestudeer het, herinner ons ons aan die basiese beginsels onderliggend aan die vorming van swaartekraglensbeelde van verre kosmiese bronne. Ons beskryf 'n eenvoudige optiese lenseksperiment, wat eintlik tydens die mondelinge gesprek getoon is en wat verantwoordelik is vir alle soorte tans bekende swaartekraglensstelsels.

Die verskillende optiese en radio-soektogte na nuwe swaartekraglensstelsels wat by groot sterrewagte uitgevoer word, word bespreek. Moderne waarnemings van geselekteerde gravitasielensstelsels, wat verkry word met sterk presterende grondteleskope, word vervolgens aangebied. Dit bevat verskeie voorbeelde van vermenigvuldig QSO-beelde, radioringe en reuse-ligboë.

Deur middel van die modellering van hierdie raaiselagtige voorwerpe, wys ons hoe dit moontlik is om die massa van verre lensstelsels af te weeg en om die verspreiding van lig- en donker materie in die heelal te ondersoek. Onder die astrofisiese en kosmologiese belangstellings van die waarneming en bestudering van gravitasie-lense, bespreek ons ​​ook die moontlikheid om die waarde van die Hubble-parameter Ho uit die meting van 'n tydsvertraging af te lei, en hoe om die grootte en struktuur van verre kwasars via die waarnemingstudie te bepaal. van mikro-lens effekte.

Aan die einde van hierdie referaat sluit ons af hoe u moontlik in die nabye toekoms belangrike astrofisiese en kosmologiese doelwitte kan bereik deur 'n mediumgrootte (2-3 m) teleskoop op 'n fotometriese op 'n terrein met 'n goeie atmosferiese siening toe te wy. monitering van die veelvuldige beelde van bekende en vermeende gravitasielensstelsels.


Spyglasses in the Universe: swaartekraglense

Lig beweeg nie altyd in reguit lyne nie. Einstein het in sy Theory of General Relativity voorspel dat massiewe voorwerpe die weefsel van die ruimte self sal vervorm. Wanneer lig by een van hierdie voorwerpe verbygaan, soos 'n groep sterrestelsels, word die pad effens verander.

Hierdie effek, wat swaartekraglens genoem word, is slegs in seldsame gevalle sigbaar en slegs die beste teleskope kan die verwante verskynsels waarneem.

Met die sensitiwiteit en hoë resolusie van Hubble kan dit flou en verre swaartekraglense sien wat nie met die grondgebaseerde teleskope waargeneem kan word waarvan die beeld se atmosfeer vaag word nie. Die gravitasie-lens het meerdere beelde van die oorspronklike sterrestelsel tot gevolg, elk met 'n kenmerkende vervormde piesangagtige vorm of selfs in ringe.

Sterrestelselgroep Abell 383 is 'n swaartekraglens.

Hubble was die eerste teleskoop wat besonderhede in hierdie veelvuldige piesangvormige boë opgelos het. Sy skerp visie kan die vorm en die interne struktuur van die sterrestelsels met 'n lens op die agtergrond direk openbaar, en op hierdie manier kan 'n mens maklik die verskillende boë wat uit dieselfde agtergrondvoorwerp kom, ooreenstem - of dit nou 'n sterrestelsel of selfs 'n supernova is - deur die oog.

Aangesien die hoeveelheid lens afhang van die totale massa van die groep, kan gravitasie-lens gebruik word om trosse te 'weeg'. Dit het ons begrip van die verspreiding van die 'verborge' donker materie in sterrestelsels en dus in die heelal aansienlik verbeter. Die effek van gravitasie-lenswerk het ook die eerste stap in die rigting van die geheim van die donker energie moontlik gemaak.

Aangesien gravitasielense as 'n vergrotingsbril funksioneer, is dit moontlik om dit te gebruik om sterrestelsels in die vroeë heelal te bestudeer, wat andersins onmoontlik sou wees om te sien.

Die artikel oor die samestelling van die heelal bevat meer besonderhede oor Hubble se werk oor donker materie.

'Toe ons die sterrestelsel Abell 2218 vir die eerste keer in 1995 met Hubble waargeneem het, was ons hoofsaaklik daarop gemik om die tros en sy sterrestelsels te bestudeer. Maar ons het 'n verrassing gekry. Die beelde het tientalle en boonste gravitasielensboë getoon. kollegas kon hulle dadelik sien hoe belangrik dit is om gravitasie-lens as 'n kosmologiese instrument te gebruik. '

Richard Ellis
Sterrekundige, Universiteit van Cambridge en Kaliforniese Instituut vir Tegnologie


Gravitasie lens: Gravitasie lense (Astronomie en Astrofisika Biblioteek)

Lig wat waargeneem word van verre voorwerpe, word afgewyk deur die swaartekragveld van massiewe voorwerpe naby die siglyn - 'n effek wat Einstein voorspel het in sy eerste referaat waarin hy die algemene relatiwiteitsteorie uiteensit en kort daarna deur Eddington bevestig is. As die bron van die lig voldoende ver en helder is, en as die tussenliggende voorwerp massief genoeg is en naby genoeg is aan die siglyn, dien die gravitasieveld soos 'n lens, fokus die lig en lewer een of meer helder beelde van die bron . Hierdie boek, deur bekende navorsers in die veld, begin deur die basiese fisika agter swaartekraglense te bespreek: die optika van geboë ruimtetyd. Dit lei dan die toepaslike vergelykings om die eienskappe van hierdie lense te voorspel. Daarbenewens bied dit aktuele waarnemingsbewyse vir gravitasie-lense en word die spesifieke eienskappe van die waargenome gevalle beskryf. Die outeurs bespreek ook die toepassing van die resultate op kosmologiese probleme.


Vervormings

As 'n ligstraal van 'n verre sterrestelsel na die aarde beweeg, word dit 'n bietjie rondgestoot. Die swaartekrag van ingrypende voorwerpe, soos sterrestelsels, sterrestelsels, of wolke van donker materie, "skeef" die ruimte daaromheen. Hierdie skering buig die pad van enige verbygaande ligstraal af. Oor miljoene ligjare se ruimte kan 'n ligstraal baie sulke swaartekrag-ontmoetings hê, sodat sy pad oor die heelal verdraai word.

Hierdie effek word swaartekraglens genoem, en dit kan belangrike leidrade gee vir die aard van donker energie.

Daar is twee soorte gravitasie-lens.

Sterk lensvervorming verdraai die aansig van verre sterrestelsels duidelik, en lewer soms verskeie beelde van een sterrestelsel. Sterk lenswerk vind plaas wanneer 'n verre sterrestelsel direk agter 'n massiewe sterrestelsel of sterrestelselgroep aantree, wat 'n sterk swaartekrag trek.

'N Hubble-ruimteteleskoopbeeld toon 'n sterk swaartekrag-lenseffek. Die swaartekrag van 'n groep sterrestelsels verdraai die siening van sterre sterrestelsels in verskeie helder boë. Swak lens, wat gebruik sal word om donker energie te bestudeer, lewer baie meer subtiele effekte op. [NASA / STScI]

Swak lense vind plaas wanneer die lig van 'n verre sterrestelsel 'n goeie afstand van 'n massiewe sterrestelsel, sterrestelselgroep of 'n donker materie-konsentrasie of nader aan minder massiewe voorwerpe gaan. Dit veroorsaak 'n effense vervorming in die vorm van 'n verre sterrestelsel. Die effek is so subtiel dat u nie 'n verskil kan sien net deur na die sterrestelsel te kyk nie. In plaas daarvan moet sterrekundiges die vorms van miljoene sterrestelsels ontleed om na patrone te soek. Met hierdie patrone kan hulle driedimensionele kaarte opstel oor die verspreiding van materie deur die heelal.

Hierdie kaarte toon die verspreiding van donker materie duidelik. Maar dit sal ook wetenskaplikes help om die aard van donker energie te verstaan.

Soos met ander soekmetodes, sal swak lensings sterrekundiges in staat stel om 'n groot deel van die geskiedenis van die heelal te ondersoek, kort ná die oerknal tot vandag toe. Dit sal wys hoe die verspreiding van materie oor tyd verander het - 'n funksie wat deels deur donker energie beheer word.

Donker energie laat die ruimte self uitbrei, sodat die heelal groter word. As dit so gebeur, word materie dunner versprei en moet die lig wat die swak lens bied, 'n groter afstand oor die heelal beweeg. Aangesien sterrekundiges weet hoeveel materie die heelal bevat, kan dit meet hoe breed dit versprei is en die afstand wat op verskillende tye afgelê is, hoe die heelal uitgebrei het. Verskillende modelle vir donker energie voorspel verskillende uitbreidingsgeskiedenisse, dus om te bepaal hoe die heelal uitgebrei het, sal help om die regte verduideliking te kies.

Terselfdertyd sou donker materie vereis het dat sterrestelsels saamklou om grootskaalse strukture soos trosse en superklusters vroeg in die heelal te vorm, toe materie digter verpak was en die swaartekrag die donker energie se afstootlike krag oorweldig het. Namate die heelal gegroei het, het donker energie meer oorheersend geword, wat verhinder het dat sterrestelsels groot trosse vorm. Die swak-lensmetode sal wys wanneer sterrestelsels opgehou het om saam te klou, wat aandui hoe en wanneer donker energie sy oorheersing oor swaartekrag uitoefen.

Swak swaartekraglens veroorsaak baie subtiele verskuiwings in die pad van 'n ligstraal as dit die heelal kruis. Hierdie diagram toon die pad van lig vanaf verskeie sterrestelsels (blou ovale agter in die boks) terwyl dit na ons toe beweeg (die blou ovale aan die voorkant, wat die posisie van die sterrestelsels in 'n teleskopiese aansig aandui).

Kopiereg en kopie 2008-2015 McDonald Observatory. HETDEX is 'n samewerking van The University of Texas in Austin, Pennsylvania State University, Texas A & ampM University, Universitats-Sternw & aumlrte Munich, Leibniz Institute for Astrophysics (AIP), Max-Planck-Institut f & uumlr Extraterrestrische Physik, Institut f & uumlr Astrophysik G & oumlttingen, and University of Oxford. Finansiële ondersteuning word verleen deur die Staat Texas, die Amerikaanse lugmag, die National Science Foundation en die ruim bydraes van baie private stigtings en individue.


Beelde van gravitasie-lens - Sterrekunde

Kennisgewing: Hierdie webwerf sal op 25 Junie 2021 afgetree word. Op daardie stadium word u outomaties herlei na Hubblesite.org, ons enkelbronwebwerf vir die Hubble-ruimteteleskoop.

Die swaartekraglens G2237 + 0305

Vinnige feite

G2237 + 0305, Einstein Cross

Die kamera van die Europese Ruimte-agentskap met 'n flou voorwerp aan boord van die Hubble-ruimteteleskoop van NASA het astronome die gedetailleerdste beeld gegee wat nog ooit geneem is van die gravitasielens G2237 + 0305 - soms ook 'Einstein-kruis' genoem. Die foto toon vier beelde van 'n baie verre kwasar wat deur 'n relatief nabygeleë sterrestelsel as gravitasielens opgestel is. Die hoekskeiding tussen die boonste en onderste beelde is 1,6 boogsekondes.

Die kwasar wat hier gesien word, is op ongeveer 8 miljard ligjare afstand, terwyl die sterrestelsel op 'n afstand van 400 miljoen ligjare 20 keer nader is. Die lig van die kwasar word in sy pad gebuig deur die swaartekragveld van die sterrestelsel. Hierdie buiging het die vier helder buitenste beelde op die foto opgelewer. Die helder sentrale gebied van die sterrestelsel word gesien as die diffuse sentrale voorwerp.

Gravitasie-lens vind plaas wanneer die lig van 'n verre bron deur of naby 'n massiewe voorgrondvoorwerp gaan. Afhangend van die gedetailleerde belyning van die voorgrond- en agtergrondvoorwerpe met die siglyn op die aarde, kan verskeie beelde van die agtergrondvoorwerp gesien word. Sterrekundiges verwag trouens dat 'n dowwe vyfde beeld van die kwasar naby die middestad van die sterrestelsel in G2237 + 0305 moet voorkom. Noukeurige beeldverwerking is nodig om te bepaal of die vyfde beeld in hierdie FOC-blootstelling werklik gesien word.

Gravitasie-lense, soos G2237 + 0305, is nuttige sondes van baie soorte verskynsels wat in die kosmos voorkom. Dit is byvoorbeeld moontlik om die voorgrondstelsel te "weeg" deur die relatiewe posisies en die helderheid van die verskillende beelde van die kwasar te meet. Dit moet moontlik wees om meer akkuraat te wees gegewe die resolusie van beelde wat met die kamera met 'n flou voorwerp verkry word. Gravitasielense in die algemeen bied ook die moontlikheid om die ontwykende "Hubble Constant" - 'n fundamentele maatstaf van die grootte en ouderdom van die heelal - te bepaal deur die tydvertragings in die helderheid van die lensbeelde te meet.

Gedetailleerde analise van hierdie fassinerende kamera met 'n flou-voorwerp-kamera en ander wat later met die Hubble-ruimteteleskoop waargeneem kan word, bied baie inligting oor die besonderhede van lensstelsels, asook oor die proses van gravitasie-lens.