Was ist eine Gravitationslinse?
Die Gravitationslinse ist ein astronomisches Phänomen, das beobachtet wird, wenn ein massereiches Objekt wie ein Galaxienhaufen oder ein Schwarzes Loch Licht von einer sehr entfernten Lichtquelle wie einem Quasar (junge und helle Galaxie) biegt. Dies ist auf die Gravitationsverzerrung der Raum-Zeit zurückzuführen, die Albert Einstein in seiner allgemeinen Relativitätstheorie erstmals beschrieben hat. In Analogie zu einer herkömmlichen Linse wird es Gravitationslinse genannt. Beide können Licht biegen, aber in diesem Fall ist der Mechanismus sehr unterschiedlich - anstatt Licht mit gekrümmter Materie zu biegen, wird in diesem Fall die Raumzeit selbst gekrümmt.
Gravitationslinsen können dazu führen, dass entfernte Quasare an Orten auftreten, an denen sie nicht wirklich existieren. Da das Licht im Gravitationsfeld eines massiven Objekts gebogen wird, weicht der scheinbare Ort vom tatsächlichen Ort ab. Gravitationslinsen können auch dazu führen, dass mehrere Bilder eines Quasars am Himmel erscheinen - Licht wird in beide Richtungen um das massive Objekt gebogen, wodurch das Mehrfachbild erzeugt wird. Der "Twin Quasar" Q0597 + 561, auch als Old Faithful bekannt, ist das erste bestätigte Objekt, das aufgrund des Gravitationslinseneffekts zweimal am Himmel erscheint. Jedes Bild des Quasars ist am Himmel um 6 Grad voneinander getrennt. Fritz Zwicky postulierte zwar 1937, dass Galaxienhaufen als Gravitationslinsen wirken könnten, doch erst 1979 wurde der Effekt durch Beobachtung bestätigt.
Es gibt drei Arten von Gravitationslinsen. Es gibt starke Linseneffekte, bei denen leicht sichtbare Verzerrungen sichtbar sind, z. B. Einsteinringe, mehrere Bilder oder Bögen. Dies sind die seltensten Gravitationslinsen. Dann gibt es eine schwache Linsenbildung, die nur durch umfangreiche statistische Analysen von Stern- und Galaxienfeldern aufgedeckt werden kann. Diese Form der Linsenbildung zeigt sich in einer leichten Streckung zur Linsenmitte hin. Die letzte ist die Mikrolinse, die ziemlich selten ist, sich jedoch als die nützlichste für astronomische Studien erwiesen hat. Die Mikrolinse zeigt sich in geringfügigen Änderungen der Leuchtkraft von Objekten in der Nähe (innerhalb unserer Galaxie), die durch Sternlinsen verursacht werden. Das Unterscheiden von echten Mikrolinsen von Änderungen der Sternhelligkeit aus anderen Gründen (variable Sterne, Novae usw.) kann schwierig sein.