原理
根據愛因斯坦的廣義相對論,引力透鏡效應是指當背景光源發出的光在引力場(比如星系、星系團及黑洞)附近經過時,光線會像通過透鏡一樣發生彎曲。在愛因斯坦十字中,背景光源是距離地球80億光年的類星體QSO2237+0305,而產生引力場的是其正前方距離地球約4億光年的前景星系ZW2237+030。
類星體的光線因引力透鏡效應形成四重影像,對稱分布於前景星系的核心四周,與其組成一個近似的十字形,故此得名。
該天體系統是在哈佛-史密松天體物理中心的一次紅移巡天中由約翰·修茲勞所發現。
觀測實例
1979年3月,由英美兩國天文學家組成的小組,使用美國亞利桑那州基特峰美國國家天文台2.1米口徑的望遠鏡,觀測到一對類星體:Q0957+561A和Q0957+561B,二者亮度相同,都是17等,角距離僅6.2角秒。而且光譜結構相同,紅移量都是1.405,因而被判斷是同一個類星體的孿生像。這是天文學家觀測到的第一例引力透鏡效應。
1985年,地面望遠鏡的巡天觀測發現了一例著名的愛因斯坦十字引力透鏡效應G2237+0305,1990年9月13日,哈勃望遠鏡拍攝到了它非常清楚的照片:周圍四個光斑是遠在80億光年處的一個類星體,因中央前置星系的引力透鏡效應,亮度得到增加並分成四個像,上下兩個像角距離1.4角秒。
1999年,位於夏威夷的日本8米光學望遠鏡拍攝到了類星體PG1115+080的四重像,前置天體是一個距離30億光年的橢圓星系,遠方天體距離80億光年。
2000年4月錢德拉空間天文台拍攝到類星體H1413+117的四重像,位於牧夫座,遠方天體距離11億光年,前置天體是一個擁有巨大黑洞的漩渦星系。
20世紀90年代,“哈勃”望遠鏡拍攝到了天龍座星系團Abll 2218的引力透鏡效應照片。星系團距離20億光年,其周圍分布著120段纖細的同心圓弧,這是在星系團後100億光年的一些星系由引力透鏡效應產生的幻像。
搜尋星空中的“時空扭曲”現象
天文學家號召天文愛好者幫助他們搜尋星空中的“時空扭曲”現象,這種現象是由大質量天體對周圍的光線造成扭曲所致,也就是所謂的“引力透鏡”。“引力透鏡”能夠產生美麗的宇宙蜃景,也有助於天文學家尋找宇宙中的暗物質。
因此,在2013年,天文學家建立了一個專門的網站,專門收集世界各地天文愛好者所拍攝的這種宇宙奇觀,任何人都可以通過網址:www.spacewarps.org參與這個項目。