Гравитационные линзы и микролинзы - Захаров А.Ф.
ISBN 5-88929-037-1
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 9.16 показан случай наблюдения линзы Шварцшильда. В случае, если использовать выражения для прицельного параметра, следующие из модели линзы Шварцшильда, то имеется линейная зависимость от времени f(t) (сплошная линия). Если использовать выражение для прицельного параметра, следующие из модели некомпактного объекта, то имеется нелинейная кривая (штриховая кривая на рис. 9.16 ) для двух значений параметров, например, Ro = 0.4 на рис. 9.16 (слева) и R0 = 0.25 на рис. 9.16 (справа).
Аналогичным способом можно проанализировать случаи II и III-
9.12.4. Влияние распределения массы Галактики
Опишем вкратце нашу модель. В качестве гравитационной микролинзы рассматривается линза Шварцшильда ( точечная гравитирующая масса)і подобная модель проанализирована в работе Захарова и Сажина (1996). Мы считаем (для простоты анализа), что масса Галактического вещества находится в той же плоскости, что и гравитационная линза, вызывающая микролинзирование фоновой звезды. Тем самым, мы рассматриваем "линзу Чанг-Рефсдала".
Нетрудно заметить, что уравнение модели Чанг-Рефсдала в безразмерной форме для некомпактной линзы имеет следующий вид (Захаров и Ca- g l2- Некомпактные микролинзы 285
JltltH (19976))
М-І-СГД)^
где у, ® ~ безразмерные переменные в плоскости линзы и источника соответственно, обезразмеренные с помощью радиуса Эйнштейна-Хвольсона, соответствующего массе микролинзы. Следуя рассуждениям, представленим в монографии Шнайдера, Элерса и Фалько (1992), можно провести детальный анализ уравнения линзы, вводя новые переменные
X = xy/l-k + 7, Y= " =. (9.118)
у/1 - к(х) + 7
Тогда уравнение линзы имеет вид
Л 0 \ ,. X
о іГ |х|' (9Л19>
1 — к — 7
где е = sign (1 — fe + 7), Л =---. Тогда уравнение критической кривой
1 - к + 7
имеет вид
ЛХ3 -е(ЛХі2 +X22) = 0. (9.120)
Подобно тому, как ранее было проанализировано влияние на микро-линзирование линзой Шварцшильда распределения Галактической массы, можно оценить влияние этого распределения на микролинзирование некомпактным объектом.
9.12.5. Пример влияния массы Галактики
В настоящем разделе рассмотрим некоторые примеры влияния на микролинзирование Галактической массы, а именно, численные значения констант fe, 7, Л и е. Предположим, что рассматривается микролинзирование звезды БМО (Ds = 52 кпк), и гравитационная линза имеет массу M = OAMq , находясь на расстоянии порядка 10 кпк от Солнца и на расстоянии порядка 10 кпк от Центра Галактики. Вычислим значения соответствующих констант при Dd = 10 кпк. Тогда аналогично разобранному ранее случаю линзы Шварцшильда имеем, что если значение параметра го = 8 кпк, то Л = 1 — 2.52 х IO-6. Т.о., длины полуосей каустической кривой порядка 1 — Л = 2.52 х IO-6. В случае, если е = 1,0<А=1 — A^ 1, Можно выписать уравнения критических кривых и каустик соответственно
X=I+ Asin2 ф, (9.121)
Y1 = -A cos3 ф,У2 = \ sin3 ф, (9.122)
то есть, критические кривые близки к окружности, а каустические кривые являются астроидами.
Поэтому критические и каустические кривые в данном случае практически совпадают с критическими и каустическими кривыми (рис. 9.9), Рассматриваемыми ранее для случая компактной микролинзы. 286 Глава 9. Микролинзиров aIf(J(
9.13. Библиографические замечания
При изложении данной главы существенным образом использовался До_ вольно простой по форме и очень информативный обзор Пачинского (19gg\ Проблема скрытой массы детально проанализирована Карром (1994) а также в книге Пибблса (1993) и в краткой статье Спиро(1995). Обсуждение частоты микролинзирования в предположении, что микролинзы распреде лены по степенному закону по массе, однородно по пространству и имекуг гауссово распределение по скоростям проведено, следуя работе Мао и Пачинского (1996). Анализ этой модели также основан на работе Мао и Пачинского (1996). Кроме этого обзора, при изложении отдельных пунктов использовался обзор Руле и Моллерах (1996). Оба эти обзора можно порекомендовать читателю, интересующемуся этой тематикой, кроме того, обзоры Пачинского (1996) и Руле и Моллерах (1996) можно использовать и как весьма содержательные библиографические источники. Обсуждение проблемы скрытой массы в рамках инфляционных космологических моделей приведено в книге Линде (1990). Влияние гравитационного псяя Галактики ( или внешнего гравитационного поля с ненулевым сдвигом в окрестности микролинзы) проанализировано в работе Захарова и Сажина (1997а), микролинзирование некомпактными телами в работах Захарова и Сажина (1996а, 19966), а влияние внешнего гравитационного поля на микролинзирование в работе Захарова и Сажина (19976). рлава 10
Наблюдения гравитационных микролинз
jO.1. Введение
Систематические поиски скрытой массы с использованием характерной переменности кривых блеска отдельных звезд из миллионов наблюдаемых начались после обсуждения Пачинским (1986) возможности обнаружения скрытой массы гало по переменности звезд в БМО (Большое Магелланово Облако). Заметим, что достаточно быстрой реализации предложений Пачинского (1986) способствовало появление к начешу 90-х годов технических возможностей, обеспечивающих обработку гигантских объемов наблюдательной информации. Грайст (1991) предложил называть микролинзы, которые предполагалось обнаружить в эксперименте по наблюдениям БМО, MACHO (Massive Astrophysical Compact Halo Objects),1 т.е. массивные астрофизические компактные объекты в гало. Аббревиатура MACHO (или Macho) стала весьма популярной и используется в настоящее время для названия микролинз вне зависимости от того, где они расположены (в гало или нет). Кроме того, MACHO - это название проекта наблюдений одноименной американско-английско-австралийской группы, проводившей наблюдения БМО и Галактического балджа с помощью 1.3-метрового телескопа в обсерватории Маунт Стромло в Австралии. Информация об эксперименте MACHO имеется по адресу http://wwwmacho.mcmaster.ca/ (Северная Америка), и дублируется на сервере http://wwwmacho. anu.edu.au/ (Австралия). Данные о возможных событиях микролинзирования в режиме реального времени в данных наблюдений группы MACHO могут быть найдены на сервере http://dark8tar.a8tro.washington.edu/ (Северная Америка).
