Efekt soczewkowania grawitacyjnego

Co to jest efekt soczewkowania grawitacyjnego?

Efekt soczewkowania grawitacyjnego to ugięcie promieni świetlnych w polu grawitacyjnym masywnego obiektu (galaktyki, gromady galaktyk, czarnej dziury), przewidziane przez ogólną teorię względności Einsteina. Masywny obiekt pełni rolę soczewki optycznej, deformując, wzmacniając i zwielokrotniając obraz leżącego za nim tła.

Wyróżniamy trzy rodzaje soczewkowania: silne (strong lensing) – widoczne łuki, pierścienie Einsteina i multipletowe obrazy odległych kwazarów lub galaktyk, gdy soczewka jest masywna i dobrze wyrównana; słabe (weak lensing) – subtelne, statystyczne deformacje kształtów galaktyk tła, używane do mapowania rozkładu ciemnej materii; mikrosoczewkowanie (microlensing) – krótkotrwałe wzmocnienie jasności gwiazdy przez przechodzącą między nami a nią inną gwiazdę lub planetę, stosowane do poszukiwania egzoplanet i ciemnej materii w postaci MACHO.

Efekt potwierdzono po raz pierwszy podczas zaćmienia Słońca w 1919 r. przez Arthur Stanley Eddingtonai – obserwacje gwiazd w pobliżu zasłoniętej tarczy Słońca wykazały ugięcie zgodne z predykcją OTW (1,75 cala łukowego). Soczewkowanie grawitacyjne ma dziś kluczowe zastosowania: mapowanie ciemnej materii w gromadach galaktyk (Gromada Bullet), wzmacnianie obrazów galaktyk z wczesnego Wszechświata obserwowanych przez Webb (Teleskop działa jak darmowy kosmiczny teleskop powiększający), poszukiwanie egzoplanet mikrosoczewkowaniem (misja Nancy Grace Roman).