Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Гравітаційне мікролінзування — різновид гравітаційного лінзування, в якому спосрерігається зміна яскравості точкового джерела світла (наприклад, зорі або квазара) в результаті проходження масивної гравітаційної лінзи (іншої зорі, екзопланети, ) між джерелом і спостерігачем. Мікролінзування є потужним способом пошуку темної матерії і відкриття екзопланет, бо вони можуть, залишаючись невидимими, впливати своєю гравітацією на зміну яскравості інших обʼєктів.
На відміну від сильного і слабкого лінзування, в яких досліджується зміна форми протяжних джерел (зазвичай галактик), в мікролінзуванні джерела мають малий кутовий розмір і залишаються нерозрізненими, і єдиною спостережуваною величиною є зміна яскравості з часом. Яскравість зазвичай спочатку збільшується, а потім зменшується до свого початкового значення по мірі того, як джерело, лінза і спостерігач, рухаючись в просторі зі своїми власними швидкостями, спочатку наближаються до розташування на одній прямій, а потім розходяться від такого розташування. При ідеальному розташуванні точкового джерела, точкової лінзи і спостерігача на одній прямій яскравість лінзованого джерела стає формально нескінченною (кільце Ейнштейна), але ймовірність такого ідеального розташування є незначуще малою.
Як це працює
Мікролінзування засноване на ефекті гравітаційної лінзи. Масивний об’єкт (лінза) буде викривляти світло яскравого фонового об’єкта (джерела). Це може створити кілька спотворених, збільшених і освітлених зображень фонового джерела.
Мікролінзування спричинене тим самим фізичним ефектом, що й сильне гравітаційне лінзування та слабке гравітаційне лінзування, але воно вивчається за допомогою дуже різних методів спостереження. При сильному та слабкому лінзуванні маса лінзи достатньо велика (маса галактики або скупчення галактик), щоб зміщення світла лінзою можна було визначити за допомогою телескопа високої роздільної здатності, такого як космічний телескоп Хаббл. За допомогою мікролінзування маса лінзи занадто мала (маса планети чи зорі), щоб легко спостерігати зміщення світла, але явне освітлення джерела все одно може бути виявлено. У такій ситуації лінза пройде повз джерело за розумний проміжок часу, від секунд до років замість мільйонів років. Коли вирівнювання змінюється, видима яскравість джерела змінюється, і це можна контролювати, щоб виявити та вивчити подію. Таким чином, на відміну від сильних і слабких гравітаційних лінз, мікролінзування є тимчасовою астрономічною подією з точки зору масштабу людського часу, таким чином є предметом астрономії часової області.
На відміну від сильного та слабкого лінзування, жодне окреме спостереження не може встановити, що відбувається мікролінзування. Натомість збільшення та зниження яскравості джерела слід відстежувати з часом за допомогою фотометрії. Ця функція залежності яскравості від часу відома як крива блиску. Типова крива світла мікролінз показана нижче:
Типова подія мікролінзування, як ця, має дуже просту форму, і можна виділити лише один фізичний параметр: шкалу часу, яка пов’язана з масою лінзи, відстанню та швидкістю. Однак є кілька ефектів, які сприяють формуванню більш нетипових явищ лінзування:
- Розподіл маси лінзи. Якщо маса лінзи не зосереджена в одній точці, крива блиску може різко відрізнятися, особливо з подіями перетину каустики, які можуть демонструвати сильні сплески на кривій блиску. У мікролінзах це можна побачити, коли лінза є подвійною зорею або планетною системою.
- Кінцевий розмір джерела. У надзвичайно яскравих або швидко мінливих подіях мікролінзування, як-от події каустичної перетину, зорю-джерело не можна розглядати як нескінченно малу точку світла: розмір диска зорі та навіть затемнення кінцівок можуть змінити екстремальні характеристики.
- Паралакс. Для подій, що тривають місяцями, рух Землі навколо Сонця може спричинити дещо зміну вирівнювання, впливаючи на криву блиску.
Спостереження мікролінзування
На практиці, оскільки необхідне вирівнювання є дуже точним і важко передбачуваним, мікролінзи дуже рідкісні. Таким чином, події, як правило, виявляються за допомогою оглядів, які фотометрично контролюють десятки мільйонів потенційних зір-джерел кожні кілька днів протягом кількох років. Щільними фоновими полями, придатними для таких досліджень, є сусідні галактики, такі як Магелланові Хмари та галактика Андромеди, а також опуклість Чумацького Шляху.
У кожному випадку досліджувана популяція лінз включає об’єкти між Землею та джерелом поля: для балджа популяція лінз – це зорі диска Чумацького Шляху, а для зовнішніх галактик популяція лінз – це гало Чумацького Шляху, а також об’єкти в самій іншій галактиці. Щільність, маса та розташування об’єктів у цих сукупностях лінз визначають частоту мікролінзування вздовж цієї лінії зору, яка характеризується значенням, відомим як оптична глибина завдяки мікролінзуванням. (Це не слід плутати з більш поширеним значенням оптичної глибини, хоча воно має деякі властивості.) Оптична глибина — це, грубо кажучи, середня частка зір-джерел, які зазнають мікролінзування в певний час, або, еквівалентно, ймовірність того, що дана зоря-джерело зазнає лінзування в певний час. Проект MACHO виявив, що оптична глибина в бік LMC становить 1,2 × 10-7, а оптична глибина в бік балджа становить 2,43 × 10 -6 або приблизно 1 з 400 000.
Історія
У 1704 році Ісаак Ньютон припустив, що світловий промінь може бути відхилений силою тяжіння. У 1801 році обчислив величину відхилення світлового променя від зорі під дією ньютонівської гравітації. У 1915 році Альберт Ейнштейн правильно передбачив величину відхилення в загальній теорії відносності, яка вдвічі перевищувала величину, передбачену фон Зольднером. Передбачення Ейнштейна було підтверджено експедицією 1919 року під керівництвом Артура Еддінгтона, і цей результат став одним з перших підтверджень загальної теорії відносності. У 1924 році Орест Хвольсон виявив, що гравітаційні лінзи можуть створювати кілька зображень зорі. В 1936 році Ейнштейн опублікував правильне передбачення збільшення яскравості лінзованого джерела, яке стало основою для мікролінзування. Через необхідність малоймовірного розташування тіл майже на одній прямій він дійшов висновку, що «великих шансів спостерігати це явище немає». Сучасна теоретична основа гравітаційного лінзування була створена роботами Ю Клімова (1963), Сідні Лібеса (1964) і Сюр Рефсдала (1964).
Див. також
- Гравітаційна лінза
- [en]
Примітки
- Refsdal, S. (1964). The gravitational lens effect. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 128 (4): 295—306. Bibcode:1964MNRAS.128..295R. doi:10.1093/mnras/128.4.295.
- Paczyński, B. (1986). Gravitational microlensing by the galactic halo. The Astrophysical Journal. 304: 1. Bibcode:1986ApJ...304....1P. doi:10.1086/164140.
- A Microlensing Mystery. Процитовано 7 жовтня 2015.
- Minniti, D.; Contreras Ramos, R.; Alonso-García, J.; Anguita, T.; Catelan, M.; Gran, F.; Motta, V.; Muro, G.; Rojas, K. (2015). VVV Survey Observations of a Microlensing Stellar Mass Black Hole Candidate in the Field of the Globular Cluster NGC 6553. The Astrophysical Journal. 810 (2): L20. arXiv:1508.06957. Bibcode:2015ApJ...810L..20M. doi:10.1088/2041-8205/810/2/l20.
- Do they go boom? - Gaia - Cosmos. www.cosmos.esa.int. Процитовано 18 червня 2022.
- Заповніть пропущені параметри: назву і/або авторів. arXiv:[1].
- The MACHO collaboration; Alcock; Allsman; Alves; Axelrod; Becker; Bennett; Cook; Dalal (2000). The MACHO Project: Microlensing Results from 5.7 Years of LMC Observations. Astrophys. J. 542 (1): 281—307. arXiv:astro-ph/0001272. Bibcode:2000ApJ...542..281A. doi:10.1086/309512.
- Alcock; Allsman; Alves; Axelrod; Becker; Bennett; Cook; Drake; Freeman (2000). The MACHO project: Microlensing Optical Depth towards the Galactic Bulge from Difference Image Analysis. The Astrophysical Journal. 541 (2): 734—766. arXiv:astro-ph/0002510. Bibcode:2000ApJ...541..734A. doi:10.1086/309484.
- Schneider, Ehlers, and Falco. Gravitational Lenses. 1992.
- Einstein, A. (1936). Lens-Like Action of a Star by the Deviation of Light in the Gravitational Field. Science. 84 (2188): 506—7. Bibcode:1936Sci....84..506E. doi:10.1126/science.84.2188.506. PMID 17769014.
- Joachim Wambsganss (2006). Gravitational Microlensing. Gravitational Lensing: Strong, Weak and Micro. Saas-Fee Advanced Courses. Т. 33. с. 453—540. doi:10.1007/978-3-540-30310-7_4. ISBN .
Посилання
- Відкриття планети, у п’ять разів масивнішої за Землю, що обертається навколо зорі за 20 000 світлових років від нас
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Gravitacijne mikrolinzuvannya riznovid gravitacijnogo linzuvannya v yakomu sposrerigayetsya zmina yaskravosti tochkovogo dzherela svitla napriklad zori abo kvazara v rezultati prohodzhennya masivnoyi gravitacijnoyi linzi inshoyi zori ekzoplaneti mizh dzherelom i sposterigachem Mikrolinzuvannya ye potuzhnim sposobom poshuku temnoyi materiyi i vidkrittya ekzoplanet bo voni mozhut zalishayuchis nevidimimi vplivati svoyeyu gravitaciyeyu na zminu yaskravosti inshih obʼyektiv Gravitacijne mikrolinzuvannya svitla dalekoyi fonovoyi zori ekzoplanetoyu shahrayem sho prolitaye povz Na vidminu vid silnogo i slabkogo linzuvannya v yakih doslidzhuyetsya zmina formi protyazhnih dzherel zazvichaj galaktik v mikrolinzuvanni dzherela mayut malij kutovij rozmir i zalishayutsya nerozriznenimi i yedinoyu sposterezhuvanoyu velichinoyu ye zmina yaskravosti z chasom Yaskravist zazvichaj spochatku zbilshuyetsya a potim zmenshuyetsya do svogo pochatkovogo znachennya po miri togo yak dzherelo linza i sposterigach ruhayuchis v prostori zi svoyimi vlasnimi shvidkostyami spochatku nablizhayutsya do roztashuvannya na odnij pryamij a potim rozhodyatsya vid takogo roztashuvannya Pri idealnomu roztashuvanni tochkovogo dzherela tochkovoyi linzi i sposterigacha na odnij pryamij yaskravist linzovanogo dzherela staye formalno neskinchennoyu kilce Ejnshtejna ale jmovirnist takogo idealnogo roztashuvannya ye neznachushe maloyu Gravitacijne mikrolinzuvannya svitla viddalenoyi fonovoyi zori ekzoplanetoyu sho prohodit povz neyi iz golovnoyu zoreyuYak ce pracyuyeMikrolinzuvannya zasnovane na efekti gravitacijnoyi linzi Masivnij ob yekt linza bude vikrivlyati svitlo yaskravogo fonovogo ob yekta dzherela Ce mozhe stvoriti kilka spotvorenih zbilshenih i osvitlenih zobrazhen fonovogo dzherela Mikrolinzuvannya sprichinene tim samim fizichnim efektom sho j silne gravitacijne linzuvannya ta slabke gravitacijne linzuvannya ale vono vivchayetsya za dopomogoyu duzhe riznih metodiv sposterezhennya Pri silnomu ta slabkomu linzuvanni masa linzi dostatno velika masa galaktiki abo skupchennya galaktik shob zmishennya svitla linzoyu mozhna bulo viznachiti za dopomogoyu teleskopa visokoyi rozdilnoyi zdatnosti takogo yak kosmichnij teleskop Habbl Za dopomogoyu mikrolinzuvannya masa linzi zanadto mala masa planeti chi zori shob legko sposterigati zmishennya svitla ale yavne osvitlennya dzherela vse odno mozhe buti viyavleno U takij situaciyi linza projde povz dzherelo za rozumnij promizhok chasu vid sekund do rokiv zamist miljoniv rokiv Koli virivnyuvannya zminyuyetsya vidima yaskravist dzherela zminyuyetsya i ce mozhna kontrolyuvati shob viyaviti ta vivchiti podiyu Takim chinom na vidminu vid silnih i slabkih gravitacijnih linz mikrolinzuvannya ye timchasovoyu astronomichnoyu podiyeyu z tochki zoru masshtabu lyudskogo chasu takim chinom ye predmetom astronomiyi chasovoyi oblasti Na vidminu vid silnogo ta slabkogo linzuvannya zhodne okreme sposterezhennya ne mozhe vstanoviti sho vidbuvayetsya mikrolinzuvannya Natomist zbilshennya ta znizhennya yaskravosti dzherela slid vidstezhuvati z chasom za dopomogoyu fotometriyi Cya funkciya zalezhnosti yaskravosti vid chasu vidoma yak kriva blisku Tipova kriva svitla mikrolinz pokazana nizhche Tipova kriva blisku podiyi gravitacijnogo mikrolinzuvannya OGLE 2005 BLG 006 iz pidignanoyu modellyu chervonij Tipova podiya mikrolinzuvannya yak cya maye duzhe prostu formu i mozhna vidiliti lishe odin fizichnij parametr shkalu chasu yaka pov yazana z masoyu linzi vidstannyu ta shvidkistyu Odnak ye kilka efektiv yaki spriyayut formuvannyu bilsh netipovih yavish linzuvannya Rozpodil masi linzi Yaksho masa linzi ne zoseredzhena v odnij tochci kriva blisku mozhe rizko vidriznyatisya osoblivo z podiyami peretinu kaustiki yaki mozhut demonstruvati silni spleski na krivij blisku U mikrolinzah ce mozhna pobachiti koli linza ye podvijnoyu zoreyu abo planetnoyu sistemoyu Kincevij rozmir dzherela U nadzvichajno yaskravih abo shvidko minlivih podiyah mikrolinzuvannya yak ot podiyi kaustichnoyi peretinu zoryu dzherelo ne mozhna rozglyadati yak neskinchenno malu tochku svitla rozmir diska zori ta navit zatemnennya kincivok mozhut zminiti ekstremalni harakteristiki Paralaks Dlya podij sho trivayut misyacyami ruh Zemli navkolo Soncya mozhe sprichiniti desho zminu virivnyuvannya vplivayuchi na krivu blisku Sposterezhennya mikrolinzuvannyaOb yekt sho viklikav mikrolinzuvannya v NGC 6553 vikriviv svitlo chervonoyi zori giganta na zadnomu plani Na praktici oskilki neobhidne virivnyuvannya ye duzhe tochnim i vazhko peredbachuvanim mikrolinzi duzhe ridkisni Takim chinom podiyi yak pravilo viyavlyayutsya za dopomogoyu oglyadiv yaki fotometrichno kontrolyuyut desyatki miljoniv potencijnih zir dzherel kozhni kilka dniv protyagom kilkoh rokiv Shilnimi fonovimi polyami pridatnimi dlya takih doslidzhen ye susidni galaktiki taki yak Magellanovi Hmari ta galaktika Andromedi a takozh opuklist Chumackogo Shlyahu Podiyi mikrolinzuvannya na galaktichnij karti za sposterezhennyami GAIA z 2014 po 2018 rik tajmer u nizhnomu livomu kuti U kozhnomu vipadku doslidzhuvana populyaciya linz vklyuchaye ob yekti mizh Zemleyu ta dzherelom polya dlya baldzha populyaciya linz ce zori diska Chumackogo Shlyahu a dlya zovnishnih galaktik populyaciya linz ce galo Chumackogo Shlyahu a takozh ob yekti v samij inshij galaktici Shilnist masa ta roztashuvannya ob yektiv u cih sukupnostyah linz viznachayut chastotu mikrolinzuvannya vzdovzh ciyeyi liniyi zoru yaka harakterizuyetsya znachennyam vidomim yak optichna glibina zavdyaki mikrolinzuvannyam Ce ne slid plutati z bilsh poshirenim znachennyam optichnoyi glibini hocha vono maye deyaki vlastivosti Optichna glibina ce grubo kazhuchi serednya chastka zir dzherel yaki zaznayut mikrolinzuvannya v pevnij chas abo ekvivalentno jmovirnist togo sho dana zorya dzherelo zaznaye linzuvannya v pevnij chas Proekt MACHO viyaviv sho optichna glibina v bik LMC stanovit 1 2 10 7 a optichna glibina v bik baldzha stanovit 2 43 10 6 abo priblizno 1 z 400 000 IstoriyaU 1704 roci Isaak Nyuton pripustiv sho svitlovij promin mozhe buti vidhilenij siloyu tyazhinnya U 1801 roci obchisliv velichinu vidhilennya svitlovogo promenya vid zori pid diyeyu nyutonivskoyi gravitaciyi U 1915 roci Albert Ejnshtejn pravilno peredbachiv velichinu vidhilennya v zagalnij teoriyi vidnosnosti yaka vdvichi perevishuvala velichinu peredbachenu fon Zoldnerom Peredbachennya Ejnshtejna bulo pidtverdzheno ekspediciyeyu 1919 roku pid kerivnictvom Artura Eddingtona i cej rezultat stav odnim z pershih pidtverdzhen zagalnoyi teoriyi vidnosnosti U 1924 roci Orest Hvolson viyaviv sho gravitacijni linzi mozhut stvoryuvati kilka zobrazhen zori V 1936 roci Ejnshtejn opublikuvav pravilne peredbachennya zbilshennya yaskravosti linzovanogo dzherela yake stalo osnovoyu dlya mikrolinzuvannya Cherez neobhidnist malojmovirnogo roztashuvannya til majzhe na odnij pryamij vin dijshov visnovku sho velikih shansiv sposterigati ce yavishe nemaye Suchasna teoretichna osnova gravitacijnogo linzuvannya bula stvorena robotami Yu Klimova 1963 Sidni Libesa 1964 i Syur Refsdala 1964 Div takozhGravitacijna linza en PrimitkiRefsdal S 1964 The gravitational lens effect Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 128 4 295 306 Bibcode 1964MNRAS 128 295R doi 10 1093 mnras 128 4 295 Paczynski B 1986 Gravitational microlensing by the galactic halo The Astrophysical Journal 304 1 Bibcode 1986ApJ 304 1P doi 10 1086 164140 A Microlensing Mystery Procitovano 7 zhovtnya 2015 Minniti D Contreras Ramos R Alonso Garcia J Anguita T Catelan M Gran F Motta V Muro G Rojas K 2015 VVV Survey Observations of a Microlensing Stellar Mass Black Hole Candidate in the Field of the Globular Cluster NGC 6553 The Astrophysical Journal 810 2 L20 arXiv 1508 06957 Bibcode 2015ApJ 810L 20M doi 10 1088 2041 8205 810 2 l20 Do they go boom Gaia Cosmos www cosmos esa int Procitovano 18 chervnya 2022 Zapovnit propusheni parametri nazvu i abo avtoriv arXiv 1 The MACHO collaboration Alcock Allsman Alves Axelrod Becker Bennett Cook Dalal 2000 The MACHO Project Microlensing Results from 5 7 Years of LMC Observations Astrophys J 542 1 281 307 arXiv astro ph 0001272 Bibcode 2000ApJ 542 281A doi 10 1086 309512 Alcock Allsman Alves Axelrod Becker Bennett Cook Drake Freeman 2000 The MACHO project Microlensing Optical Depth towards the Galactic Bulge from Difference Image Analysis The Astrophysical Journal 541 2 734 766 arXiv astro ph 0002510 Bibcode 2000ApJ 541 734A doi 10 1086 309484 Schneider Ehlers and Falco Gravitational Lenses 1992 Einstein A 1936 Lens Like Action of a Star by the Deviation of Light in the Gravitational Field Science 84 2188 506 7 Bibcode 1936Sci 84 506E doi 10 1126 science 84 2188 506 PMID 17769014 Joachim Wambsganss 2006 Gravitational Microlensing Gravitational Lensing Strong Weak and Micro Saas Fee Advanced Courses T 33 s 453 540 doi 10 1007 978 3 540 30310 7 4 ISBN 978 3 540 30309 1 PosilannyaVidkrittya planeti u p yat raziv masivnishoyi za Zemlyu sho obertayetsya navkolo zori za 20 000 svitlovih rokiv vid nas