Гравитационные линзы и микролинзы - Захаров А.Ф.
ISBN 5-88929-037-1
Скачать (прямая ссылка):
10.4.1. Результаты наблюдений OGLE......................301
10.4.2. Результаты наблюдений MACHO............302
10.4.3. Интерпретация данных наблюдений балджа . . 303
10.5. Результаты и некоторые вопросы..........................307
10.6. Микролинзирование в направлении М31..................308
10.6.1. Причины выбора галактики М31..................308
10.6.2. Первые наблюдения М31............................309
10.6.3. Проект AGAPE......................................310
10.7. Эксперименты по микролинзированию
в будущем....................................................311
10.8. Выводы........................................................312
10.9. Библиографические замечания ............................313
Заключение ..........................................................314
Список литературы................................................315 8 Предисловие
Представляемая книга посвящена бурно развивающейся, особенно в последнее время, области астрофизики - гравитационным линзам. В книге содержится систематическое описание теоретических моделей гравитационных линз и микролинзирования. Книга дает как представление об основных подходах и используемых методах в области гравитационных линз, так и содержит обзор главных направлений исследований и полученных теоретических и наблюдательных результатов. В частности, впервые в мировой монографической литературе детально изложена теория гравитационного микролинзирования и приведены имеющиеся (к концу 1996 г.) результаты наблюдений этого эффекта.
Гравитационное линзирование является универсальным природным явлением. Суть его состоит в том, что влияние гравитирую-щего тела приводит к усилению изображения фонового источника и к появлению кратных изображений. Угол расщепления изображений зависит от массы линзы, и кратные изображения могут наблюдаться тогда, когда гравитационными линзами являются галактики. В случае, если звезды являются линзами, то кратные изображения не наблюдаемы, поскольку слишком мал угол между изображениями, а влияние линз проявляется в характерном изменении кривой блеска фонового источника. Это явление называется микролинзированием.
Данная книга является второй книгой на русском языке, посвященной гравитационным линзам. Первая написана харьковскими специалистами Блиохом и Минаковым (1989) и была также и первой в мировой научной литературе книгой, посвященной данному вопросу. Следует, тем не менее, отметить, что большая часть исследований по данной тематике основывается на несколько ином подходе к изложению теории, предложенном в 1990 г. немецким астрофизиком П. Шнайдером в его книге "Gravitational Lensing" ("Гравитационное линзирование"). Эта книга, а затем ее дополненный и расширенный вариант " Gravitational Lenses" (" Гравитационные линзы"), опубликованный в 1992 г. совместно с крупнейшим специалистом в области ОТО Ю. Элерсом и известным астрофизиком из США Э. Фалько, стали основой как для теоретических, так и для наблюдательных исследований.
За последние пять лет получено много принципиально новых и интересных результатов. В частности, в последние годы получили широкое развитие непараметрические методы восстановления поверхностной плотности гравитационных линз (скоплений галактик) по наблюдаемому слабому искажению формы удаленных фоновых га- 8
Предисловие
лактик. В 1993 г. были опубликованы работы, в которых сообщалось об обнаружении первых событий микролинзирования звездами нашей Галактики. Наблюдения событий микролинзирования позволяют получить ограничения на распределения плотности галактического гало, частоту двойных звезд, на распределение массы галактического бара и даже на возможные параметры планетных систем. Тем самым, микролинзирование представляет уникальную возможность наблюдения объектов с массой порядка солнечной, которые не могут быть обнаружены с помощью других методов. Можно говорить о том, что слабое линзирование и особенно микролинзирование становятся самостоятельными разделами астрофизики.
Наиболее интересные результаты, полученные в области гравитационных линз и микролинзирования в последнее время, нашли отражение в книге.
Первая глава посвящена краткому описанию истории гравитационных линз. Изложен вывод Зольднера формулы отклонения луча света гравитирующим телом в рамках ньютоновской теории гравитации. Приведен вывод формулы Эйнштейна для отклонения луча света в рамках общей теории относительности. На примере точечной гравитационной линзы обсуждены основные понятия теории гравитационных линз, в частности, уравнение гравитационной линзы, кратные изображения, усиление изображений гравитационной линзой.
В второй главе приводится вывод уравнения гравитационной линзы для случая, когда используемые предположения достаточно точно формализованы. Введено понятие полей Якоби, в частности, рассмотрено приложение этих полей к случаю, когда вариационная задача связана с геодезическими в римановом (или псевдоримановом) пространстве. Дано доказательство утверждений некоторых вариантов теорем о фокусировке. Благодаря наличию подобных теорем проясняется значение термина гравитационная линза в задаче об отклонении света гравитирующим телом. Рассмотрен принцип Ферма в конформно статических гравитационных полях и его приложения для вывода уравнения гравитационной линзы. Введены важные в теорий гравитационных линз понятия: потенциал отклонения и потенциал Ферма. Рассмотрены гравитационные линзы, расположенные на наборе параллельных плоскостей, в том числе и квадрупольные линзы
