Wie groß ist das Ausmaß der Dinge, die Sie mit Gravitationslinsen sehen können?

Ich versuche, die Beispiele für Schwerkraftlinsen zu verstehen (indem ich die allgemeine Relativitätseigenschaft großer Massen verwende, um Licht wie eine Linse zu biegen).

Die meisten Beispiele, die ich sehe, beziehen sich auf eine Galaxie (vermutlich eine große Masse) zwischen uns und einem Stern (oder sind zumindest vage genug, um sie nicht zu spezifizieren.

Mein intuitives Verständnis des Himmels ist jedoch, dass alle Sterne, die wir sehen, relativ nahe beieinander liegen, alle vollständig in der Milchstraße (und viele der Sterne in unserer Galaxie sorgen für ein allgemeines Leuchten) und dass andere Galaxien weit genug davon entfernt sind Es ist schwierig, einzelne Sterne abzubilden. Die einzigen Einzelobjekte, die groß genug sind, um mit einer Galaxie vergleichbar zu sein, wären Quasare. Ist das richtig?

Was ist dann normalerweise mit Beispielen für Schwerkraftlinsen los? Es fällt mir schwer zu glauben, dass die Bildunterschriften, die besagen, dass eine Galaxie es ermöglicht, weiter entfernte Sterne zu sehen. Ich würde denken, man könnte dieses Konzept nur auf einen Stern oder eine Galaxie anwenden, um etwas viel weiter entfernt und so groß oder viel größer zu sehen. Könnte man wirklich eine Galaxie als Linse benutzen, um einen Stern zu sehen? Ich würde nicht erwarten, dass ein Stern von uns hinter einer Galaxie steht.

Was auch immer die Objekte selbst sind, wie groß ist sie? Wenn es sich bei der Linse um eine Galaxie handelt, die von einem Stern erstellt wurde, würde ich erwarten, dass das Verhältnis von Stern zu Galaxie weit unter 1: 1000 liegt (~ Breite der Milchstraße zur Entfernung zu Andromeda). Aber was sind die wahrscheinlichen relativen Abstände für Galaxien zu Galaxien oder Galaxienhaufen zu Galaxien oder Quasarlinsen?

Sie haben Recht, dass sich die Sterne am Himmel in der Milchstraße befinden. Nur mit einem großen Teleskop ist es möglich, einzelne Sterne in anderen Galaxien aufzulösen, und nur für die nächsten.

Ich weiß nicht, auf welche Quellen Sie sich beziehen, vielleicht verwechseln Sie die verschiedenen Arten der Gravitationslinsen. Ich kann sie nicht besser erklären als die ausgezeichnete Rezension von astromax , aber kurz gesagt gibt es drei Arten:

1. Starke Linsen , bei denen sich Galaxienhaufen im Vordergrund befinden (dh eine Gruppe von 100–1000 Galaxien), vergrößern und verzerren Hintergrundgalaxien stark.$\sim$

2. Schwache Linsenbildung , bei der Cluster oder einzelne Galaxien die Formen vieler Hintergrundgalaxien auf der prozentualen Skala verzerren, die nur statistisch sichtbar sind, und

3. Mikrolinsen , bei denen ein einzelnes Objekt in der Milchstraße zufällig vor einem anderen Objekt in der Milchstraße vorbeikommt. Diese Objekte sind normalerweise Sterne oder Planeten und verzerren nicht die Bilder der Hintergrundobjekte, sondern erhöhen lediglich den Fluss für eine Weile. Dieser Effekt wurde verwendet, um Exoplaneten zu finden.

Während Typ 1 und 2 in einem menschlichen Leben mehr oder weniger statisch sind, ist Typ 3 ein Ereignis, das nur einmal für eine bestimmte Gruppe von Sternen auftritt (von der Erde aus gesehen).

Waage

Starke und schwache Linsen treten in sehr großen Maßstäben auf, von einigen hundert Millionen Lichtjahren bis zur Größenordnung des beobachtbaren Universums (z . B. Wong et al. 2014 ). Während die Linsen selbst Galaxienhaufen sind und somit einen wenigen bis Megaparsec haben , handelt es sich bei dem Linsenobjekt typischerweise um einzelne Galaxien. Gravitationslinsen sind am effizientesten, wenn sich die Linse auf halbem Weg zwischen uns und der Hintergrundquelle befindet.$\sim10$

In der Milchstraße erfolgt die Mikrolinse dagegen auf der Skala von einigen Kiloparsec, wobei der Abstand zwischen uns und der Linse in der gleichen Größenordnung liegt wie der Abstand zwischen Objektiv und Hintergrundobjekt (siehe z. B. diese Wikipedia-Liste ).