国家天文台青年学者发现罕见引力透镜光弧

[国家天文台]近日，国家天文台博士生文中略等人从国际巡天数据库SDSS中发现了星系团强引力透镜系统，这是我国学者首次从观测数据中发现引力透镜现象。     

暗物质的引力透镜测绘

 两千多年前,庄子就提出:“天其运乎?地其处乎?日月其争于所乎?孰主张是?孰维纲是?孰居无事而推行是?”换句话说,到底是什么主宰着宇宙的演变?现代物理学的回答是:那是质量引发的长程力--引力,对巨大引力束缚系统(如星系和星团)内部运动的研究证明:这些系统的质量中占绝对优势的是这样的物质形态:它不以从射电波到X射线中的任何波长发光。这种物质形态叫做“暗物质”,当前宇宙学的中心问题之一就是暗物质所扮演的角色。 到了最近,已有充分证据说明,暗物质的总质量超过明亮物质(恒星、气体和尘埃)的质量至少10倍。     

基于坐标变换的引力透镜模拟

光线在引力场中会发生偏折是广义相对论理论所预言的现象之一.而引力透镜效应则是指,当观测者与背景光源之间存在较大质量的前景天体时,大质量天体的引力场使背景光源发出光线的传播方向发生改变而导致的一系列观测效应,在天体物理、宇宙学等方向的研究中具有重要意义.本文主要介绍了基于坐标变换的引力透镜模拟,对于前景天体考虑了两种透镜模型,并推导了相应的透镜方程及光线偏折角表达式.然后对于同一类透镜模型下背景光源三种不同的表面亮度分布进行研究,通过计算机生成了相应的引力透镜成像结果.     

爱因斯坦发表引力透镜文章的经过

 1936年,爱因斯坦在美国《科学》杂志上发表了题为“由于光在引力场中的偏折而使得星球的作用类似透镜”的短文.这篇短文现被认为是引力透镜领域的开山之作.60余年来,很少有人知道爱因斯坦发表那篇短文的原因.     

可观测的引力双象

恒星作为引力透镜的重要性长期以来被忽视,已有文章指出,几乎所有河外天体都应由于某颗恒星的引力场对光线的偏折之故而形成双象。在大多数情况下,这样的双象的角距在毫角秒的数量级。有理由相信,当天文观测深入到毫角秒以下时,会出现好些奇特现象,特别是河外天体中两个小部分之间的表观速度很容易超过光速。     

苍穹:令人惊奇,令人敬畏

<正>哲学家康德说过:"有两种东西,我们对它们的思考越是深沉和持久,它们所唤起的惊奇和敬畏就会越来越大地充溢我们的心灵,这就是繁星密布的苍穹和我心中的道德律。"对于天文学家来说,研究繁星密布的苍穹比研究道德律更吸引人,因为后者可以因社会而异、因时间而变,而天体的物理规律是永恒的、美妙     

应用Gauss-Bonnet定理研究 Janis-Newman-Winicour虫洞的光线引力偏折

本文研究弱场极限下Janis-Newman-Winicour(JNW)虫洞所致的光线引力偏折.以谐和规范为基础,首先推导了JNW虫洞在谐和坐标系下的精确度规.进一步采用Gibbons和Werner所倡导的几何方法,将Gauss-Bonnet定理应用于该引力场对应的光学度规上,获得了JNW虫洞赤道面内光线的三阶引力偏折角的解析式.对于史瓦西几何,所得的偏折角与广义相对论中的方法得到的结果一致.     

中国空间站大规模多色测光与无缝光谱巡天的设想及其在暗能量研究领域的应用

大型巡天是今后数十年内国际天文学研究的重点方向,高精度大样本的巡天观测将极大地推动暗物质、暗能量、天体起源与演化等天文学和物理学的根本问题的研究.空间站的建设为我国空间天文的发展带来了不可多得的机遇.巡天观测与空间站运行模式相当匹配,而国际上尚未有大型的高分辨率光学与近紫外深度巡天计划,中国空间站正可以在此方向上实现突破,使我国在国际天文界的下一代大规模巡天工作中处于领先地位.本文阐述在空间站上开展大天区面积、高角分辨率、覆盖近紫外-光学-近红外波段的多色测光与无缝光谱巡天的设想,并讨论这个巡天在暗能量研究领域中的应用.     

黑洞引力透镜的可观测性

通过分析黑洞引力透镜现象的特征,讨论黑洞的可观测性.在像的分离角小于最小分辨角的情况下,视亮度随像的级数的增加而指数衰减.若存在角直径可分辨,且足够大质量的黑洞,在某种条件下,可产生时间延迟.这样就使运动光源产生的相邻级数的像分开,从而达到可观测的效果.