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标题: 罕见的爱因斯坦双环 [打印本页]

作者: 王骜蓝 时间: 2022-9-22 07:48
标题: 罕见的爱因斯坦双环
不久前，哈勃太空望远镜发现了一个很奇异的天文征象，一个亮点表面套了两个同心环，内圈的环比较明亮，外圈的环有些黯淡，两个环清晰可见，再加上中心的亮点，看上去就像太空中的一只眼睛：中心是瞳仁，然后是黑眼球，然后是白眼球。

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太空放大镜作育
爱因斯坦环
美国加利福尼亚大学的科学家对此征象认真分析后，认为这是引力透镜征象引起的爱因斯坦环。
对于爱因斯坦环，科学家是很熟悉的。当大质量天体，例如黑洞或者较大的椭圆星系挡住了背面的星系时，也就是地球、大质量天体和被观察的星系三者在一条直线上时，就会看到大质量天体的外圈困绕着一个圆环。
为什么这种情况会出现圆环呢?这是由于大质量天体的引力场很大，会让颠末它的光线弯曲，也就是原本直线传播的光线在这里拐弯了，就像一个凸透镜一样让光线发生了弯曲，于是这个大质量天体的引力场就会起到类似凸透镜的作用，因此被叫做“引力透镜”。当我们透过引力透镜看去，背面的物体就会被放大，如许，引力透镜就放大了背面的星光，让原本看上去是一个亮点的星系酿成了一个亮环。
可为什么是亮环呢?凸透镜放大物体可不是把亮点放大成亮环，而是放大成更大的亮斑的呀?别忘了，这里的引力透镜中心是不透明的黑洞或椭圆星系，只有边沿部分的光线可以透过，因此放大的结果就像用中间模糊的凸透镜看东西一样，只能看到亮斑的边沿，也就是亮环了。
两点星光化为双环
很显然，爱因斯坦环正常情况下应该是一个环，但这里怎么会出现两个亮环呢?而且两个亮环的形状还不太一样?科学家认为，这种双环是更罕见的情况，应该是前面的大质量天体——这里应该是椭圆星系——挡住了背面的两个星系，也就是地球、椭圆星系、星系A和星系B等四点在一条直线上。于是椭圆星系的引力透镜效应就把星系A和星系B的亮点放大成了两个亮环。
那为什么会出现一个亮环比另一个亮环大很多，而且明亮程度差异很大呢?这容易理解，就像通过放大镜看物体一样，如果让书上的字离放大镜远一点，字就会看上去更大一些，但字却显得更模糊。这里的两个星系距离引力透镜远近不同，因此被放大的程度就不同，距离较远的星系形成的就是较暗、较大的亮环。
根据盘算，起引力透镜作用的椭圆星系位于距离地球3亿光年的地方，看上去像是亮点，而另外两个星系分别距离地球6亿光年(星系A)和11亿光年(星系B)。

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黑白互补，双环相扣
可这里还有个令人迷惑的标题，这个爱因斯坦双环有缺口，内圈的亮环好像是面包圈被咬了两口，出现了两个黯淡的缺口，在这两个缺口的外围，则是外圈环最亮的部分，其他部分则黯淡得几乎看不见。为什么会如许呢?如果是同一个引力透镜效应造成的，那应该外环的明暗部分与内环的明暗部分是相对应的，但是这里偏偏两个环的明暗部分是互补的。也就是说，如果内环的上半部分是黯淡的，外环的上半部分就是明亮的。这个征象又如何表明呢?
别忘了，距离地球最远的那个星系B前面还有个星系A。内环是星系A被放大后的形象，可以看出星系A在上半部分恒星较少，不敷明亮。那么当星系B颠末星系A的时间，星系A的上半部分就不会挡住星系B的星光，从而让星系B的星光能够透过来，从而形成了这种明暗互补的爱因斯坦双环。
爱因斯坦双环比较罕见，但科学家认为在10000个爱因斯坦环中大概能找到一个。这种双环的天文意义很大，科学家想利用它研究暗物质如何分布的标题。

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