物理原理 前景星系的巨大引力场使葛户腿笑这颗遥远的类星体发出的星光被弯曲成四个不同的影像。要发生这种幻象,这颗类星体必须在一个巨大星系中心的正后方。这种效应统称为引力透镜(gravitational lensing)。 而图上这种特殊的例子,即远方天体被引力透镜效应分成四个幻像,称为爱因斯坦十字(Einstein Cross)。更有趣的是,爱因斯坦十字的图像亮度会改变。因为有时候,前景星系套企敬中会有一些特殊恒星产生额外的微引力透镜效应(gravitational microlensing ),这种效应会使亮度变大。根据爱因斯坦的广义相对论,引力透镜效应是指当背景光源发出的光在引力场(比如 星系、星系团及黑洞)附近经过时,光线会像通过透镜一样发生弯曲。在爱因斯坦十字中,背景光源是距离地球80亿光年的类星体QSO 2237+0305,而产生引力场的是其正前方距离地球约4亿光年的前景星系ZW 2237+030。类星体的光线因引力透镜效应形成四重影像,对称分布于前景星系的核心四周,与其组成一个近似的十字形,故此得名。 形成原因 光斑的形成原因是,星系团中的暗物质使来自超新星的光线发生弯曲,尽管超新星与星系团有许多光年的距离,但从哈勃望远镜上看,超新星就位于星系团的后面。 观测实例 该天体系统是在哈佛-史密巴樱体松天体物理中心的一次红移巡天中由约翰·修兹劳所发现。1979年3月,由英美两国天文学家组成的小组,使用美国亚利桑那州基特峰美国国家天文台2.1米口径的望远镜,观测到一对类星体:Q0957+561A和Q0957+561B,二者亮度相同拘热燥,都是17等,角距离仅6.2角秒。而且光谱结构相同,红移量都是1.405,因而被乎碑燥判断是同一个类星体的孪生像。这是天文学家观测到的第一例引力透镜效应。1985年,地面望远镜的巡天观测发现了一例著名的爱因斯坦十字引力透镜效应Q2237+0305,1990年9月13日,哈勃望远镜拍摄到了它非常清楚的照片:周围四个光斑是远在80亿光年处的一个类星体,因中央前置星系的引力透镜效应,亮度得到增加并分成四个像,上下两个像角距离1.4角秒。1999年,位于夏威夷的日本8米光学望远镜拍摄到了类星体PG1115+080的四重像,前置天体是一个距辨陵恋轿离30亿光年的椭圆星系,远方天体距离80亿光年。2000年4月钱德拉空间天文台拍摄到类星体H1413+117的四重像,位于牧夫座,远方天体距离11亿光年,前置天体是一个拥有巨大黑洞的漩涡星系。20世纪90年代,“哈勃”望远镜拍摄到了天龙座星系团Abll 2218的引力透镜效应照片。星系团距离20亿光年,其周围分布着120段纤细的同心圆弧,这是在星系团后100亿光年的一些星系由引力透镜效应产生的幻像。2014年11月11日,天文学家在分析哈勃望远镜收集的图像时首次看到,4个光斑围绕一个距离地球50亿光年的星系团形成十字,后来天文学家利用地球上的其他望远镜分析了这些图像。哈勃望远镜捕获的这颗超新星的4个图像出现的时间彼船享此相距几天或几周。