Gravitaatiolinssi

Gravitaatiolinssi on lähempänä oleva kappale, joka painovoimallaan taittaa kauempana olevan kohteen valoa voimistaen sitä. Kaukainen kohde voi olla kvasaari, alkugalaksi, ja läheinen kohde massiivinen galaksi. Merkittävään valon taipumiseen tarvitaan massiivinen "linssi". Galaksi on sopiva tähän. Gravitaatiolinssi vääristää, siirtää ja hajottaa kohteen kuvaa. Kohteen ja linssin asemasta sekä linssin voimasta riippuu, hajoaako kohde moneen osaan ja leviääkö renkaaksi linssinä toimivan läheisen kohteen ympärille. Monesti gravitaatiolinssiä sanotaan Einsteinin renkaaksi. Albert Einstein ennusti ilmiön olemassaolon suhteellisuusteoriassa.

Taipumakulman voi laskea kaavasta:

${\displaystyle \theta ={\frac {4Gm}{rc^{2}}}}$

Missä:

${\displaystyle G}$ on gravitaatiovakio

${\displaystyle m}$ on kappaleen massa

${\displaystyle r}$ on etäisyys valon (tai muun sähkömagneettisen säteilyn) lähtöpisteestä

${\displaystyle c}$ on valonnopeus tyhjössä

${\displaystyle \theta }$ on taipumakulma

Gravitaatiolinssien tyypit

• Gravitaatiolinssit
  • Jos linssinä toimiva kohde on pallomainen ja valo tulee suoraan sen takaa, muodostuu linssin ympärille Einsteinin rengas.
    • Mikäli linssinä toimivia kohteita on useita peräkkäin saattaa renkaita syntyä useita, ks. SDSSJ0946+1006.
  • Mikäli linssi on litistynyt, esimerkiksi toinen galaksi, syntyy kaukaisesta kohteesta neljä symmetristä kuvaa. Tästä tunnetuin esimerkki on Einsteinin risti.
  • Jos linssinä toimii kokonainen galaksijoukko, kuvajaiset vääntyvät erilaisiksi kaariksi ja heijastuksiksi, johtuen galaksijoukon materiaalin epätasaisesta jakaantumisesta.
• Mikrolinssi-ilmiöksi kutsutaan pienten ja tiiviiden kohteiden, kuten tähtien aiheuttamia gravitaatiolinssejä. Tähteä kiertävä massiivinen eksoplaneetta voi toimia gravitaatiolinssinä, joka paljastaa planeetan olemassaolon. Puolalais-yhdysvaltalainen OGLE-projekti etsii ja on löytänyt eksoplaneettoja mikrolinssi-ilmiöön perustuen.

Aiheesta muualla

Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Gravitaatiolinssi.

• NASAn Astronomy Picture of the Day -kuva Einsteinin rististä
• NASAn Astronomy Picture of the Day -kuva Einsteinin renkaasta
• Galaksijoukon aiheuttama gravitaatiolinssi-ilmiö
• OGLE-projektin kotisivut