2.7 Гравитационное линзирование

  

Рисунок 3.: Гравитационная линза

Так как лучи света искривляются в поле Солнца, то вероятно, массивные объекты можно использовать как линзы. Схема эксперимента приведена на рис. 3. Наблюдатель находится в точке O, в точке A находится удаленный объект (например галактика). Если в точке C находится массивный гравитационный объект (туманность, галактика или другое массивное тело), то из-за искривления хода луча, нам будет казаться, что наблюдаемый удаленный объект находится в точке B, то есть мы его как бы увеличиваем. Этот эффект называется гравитационное линзирование. Он наблюдаем, только в том случае, если масса гравитационной линзы порядка 10¹² масс Солнца и больше.

Конечно, гравитационная линза своим поведением сильно отличается от оптической в силу того, что теория гравитации принципиально нелинейна. Если бы удаленный объект находился на линии наблюдатель -- линза, то наблюдатель увидел бы кольцо (на рис. 3 справа выделено пунктиром) -- кольцо Эйнштейна. Вероятность подобного совпадения мала (мы не имеем возможностей изменять какую либо из базовых точек), то точечный источник будет виден как две дуги (на рис. 3 справа) внутри и снаружи относительно кольца Эйнштейна. Впервые подобный объект был обнаружен в 1979 году. Он выглядел как две туманности с абсолютно одинаковым спектром излучения. Сейчас ведется поиск подобных объектов. Серьезно изучается вопрос о наблюдении структуры галактик с помощью этого эффекта.

С помощью подобного эффекта (гравитационного микролинзрования -- масса гравитационной линзы очень мала) были обнаружены коричневые карлики. Коричневые карлики -- это невидимые объекты не очень большой (по звездным меркам) массы. Если какой-либо коричневый карлик встанет на линию наблюдатель -- яркий объект, то наблюдается изменение яркости объекта. Коричневый карлик играет роль линзы. По изменению яркости и расстоянию до наблюдаемого объекта можно грубо оценить массу гравитационной линзы. Эти ойенки показывают, что нашли именно коричневые карлики.

На данный момент не существует других способов зарегистрировать темный объект, кроме как использовать эффект гравитационной линзы.