Lente gravitacional forte - Strong gravitational lensing

Lente gravitacional forte é um efeito de lente gravitacional forte o suficiente para produzir várias imagens , arcos ou até mesmo anéis de Einstein . Geralmente, o efeito lensing forte requer a maior densidade de massa da lente projectada do que a densidade crítica , isto é . Para fontes de fundo pontuais, haverá várias imagens; para emissões de fundo estendidas, pode haver arcos ou anéis. Topologicamente, a produção de imagens múltiplas é governada pelo teorema dos números ímpares . ${\ displaystyle \ Sigma _ {cr} \,}$

Lensing forte foi prevista por Albert Einstein da teoria geral da relatividade e observacionalmente descoberto por Dennis Walsh , Bob Carswell, e Ray Weymann em 1979. Eles determinaram que o Duplo Quasar Q0957 + 561A compreende duas imagens do mesmo objecto.

Observações

A maioria das lentes gravitacionais fortes são detectadas por pesquisas de galáxias em grande escala .

Lente da galáxia

Uma fonte de luz passa por trás de uma lente gravitacional (ponto de massa colocado no centro da imagem). O círculo aquático é uma fonte como seria visto se não houvesse lente, os pontos brancos são as imagens múltiplas da fonte.

A lente do primeiro plano é uma galáxia . Quando a origem do plano de fundo é um quasar ou jato não resolvido , as imagens de lente fortes são geralmente imagens múltiplas semelhantes a pontos; Quando a fonte de fundo é uma galáxia ou emissão de jato estendida, as imagens de lente fortes podem ser arcos ou anéis. Em 2017, várias centenas de lentes fortes galáxia-galáxia (gg) foram observadas. Espera-se que os próximos levantamentos do Observatório Vera C. Rubin e Euclides descubram mais de 100.000 desses objetos.

Lente de cluster

A lente do primeiro plano é um aglomerado de galáxias . Nesse caso, a lente é geralmente poderosa o suficiente para produzir efeitos de lente fortes (várias imagens, arcos ou anéis) e efeitos de lente fracos (distorções de elipticidade) perceptíveis .

Aplicações astrofísicas

Hubble vê lentes fortes em torno de GAL-CLUS-022058s

Perfis de massa

Como as lentes gravitacionais são um efeito que depende apenas do potencial gravitacional , elas podem ser usadas para restringir o modelo de massa das lentes. Com as restrições de várias imagens ou arcos, um modelo de massa proposto pode ser otimizado para se ajustar aos observáveis. As estruturas subgalácticas que atualmente interessam aos astrônomos em lente são a distribuição de massa central e os halos de matéria escura .

Atrasos

Como os raios de luz passam por caminhos diferentes para produzir imagens múltiplas, eles serão atrasados por potenciais locais ao longo dos caminhos de luz. As diferenças de atraso de tempo de diferentes imagens podem ser determinadas pelo modelo de massa e o modelo cosmológico . Assim, com atrasos de tempo observados e modelo de massa restrita, a constante cosmológica como a constante de Hubble pode ser inferida.

Galeria

Sistema de lentes gravitacionais SDSS J0928 + 2031.
SDSS J1138 + 2754 tirada pela câmera WFC3 do Hubble .

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