中國科學家發現強引力透鏡系統

2020-12-05 科學網

 

國家天文臺博士生文中略等人從國際巡天資料庫SDSS中發現了星系團強引力透鏡系統，這是我國學者首次從觀測數據中發現引力透鏡現象。

 

愛因斯坦廣義相對論預言：物質決定時空，引力使光線發生彎曲。在宇宙中，前景的大質量天體能夠增亮視線上的背景星系或扭曲其圖像，其原理非常類似光學透鏡的作用，因而稱為引力透鏡效應。

 

星系團是宇宙中質量最大的束縛天體，它的強引力使宇宙深處的背景星系圖像被扭曲呈巨大的光弧。因此，星系團的強引力透鏡效應是研究星系團物質（包括暗物質）分布、背景星系的性質和宇宙學的重要方法之一。

 

到目前為止，國際上發現的強引力透鏡系統非常稀少，總共約120個星系團顯現強引力透鏡系統。國家天文臺博士生文中略等人利用美國公開的SDSS巡天數據，選出近40,000個星系團，通過仔細檢查每個星系團的圖像，發現13例新的星系團強引力透鏡系統候選體。其中有4例幾乎無需證實就可以肯定是引力透鏡系統，有5例非常可能（可能性>90%）是引力透鏡系統，還有4例很可能（可能性>70%）是引力透鏡系統。其中有2例由於背景星系與前景星系團幾乎在一條視線上，而產生了引力透鏡光環！這是極為罕見的珍品。該工作以快報的形式發表在《天文學與天體物理學研究》（Research in Astronomy and Astrophysics） 2009年第一期上。

 

我國天文學家曾從理論上研究引力透鏡效應及其宇宙學的應用，並獲國家自然科學二等獎。近年來，還有團隊進行數值模擬研究其發生的頻度並研究宇宙大尺度結構的性質。文中略等人的這項工作是我國天文學家首次從觀測數據中直接發現引力透鏡光弧。論文投稿並在網上公布後，立即引起英國和美國同類小組的極大興趣。與英國小組交流表明，有5例與他們發現的候選體重疊，因而是相互獨立的發現。美國小組幾天之後也公布了他們的結果，並用光譜觀測證實了我們樣本中的2例。我國因為缺乏大望遠鏡目前無法進行光譜證實。儘管如此，國際上著名引力透鏡專家、英國Manchester大學毛淑德博士認為這是從大量巡天資料庫中做出的新的令人激動的發現。他特地為這篇文章在RAA的發表撰寫了新聞評論。（來源：中科院國家天文臺）

 

（《天文學與天體物理學研究》（

Research in Astronomy and Astrophysics

），Vol 9, No 1，Zhong-lue Wen，Feng-Shan Liu）

 

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    廖愷表示，最新研究中第三種獨立的測量方法——利用強引力透鏡效應也許能夠提供新的視角。當然，除了上述3種哈勃常數測量方法外，科學家一直在尋找更多新的測量方式。第三種方法早已有之10年觀測獲得高質量數據事實上，早在20世紀60年代，就曾有人提出利用強引力透鏡效應測量哈勃常數，但是由於觀測數據質量較低、理論認識不足等原因，這一方法直到近幾年才被學界廣泛認同。引力透鏡效應，是指電磁波或引力波在大質量天體附近經過時，會像通過透鏡時一樣發生偏轉，從而在觀測者眼中形成多個像。
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