透镜化引力波的散射问题及其应用

引力波的直接探测开启了引力波天文学时代.引力波传播路径中的大质量天体,例如黑洞、星系、星系团会散射引力波,发生引力透镜化引力波现象.这种现象包含动态引力场(引力波)、静态引力场(透镜体)以及宇宙学信息.透镜化引力波是引力波探测器重要科学目标之一.本文介绍了利用测地线方程、透镜方程和波动方程研究透镜化引力波的定态散射问题,回顾了利用透镜化引力波-电磁波系统研究引力波张量特性、干涉和衍射效应,以及其在引力波速度、哈勃常数、宇宙曲率、透镜体质量和子结构等方面的应用.     

前沿

<正>"冷海王星天体"可能普遍存在科学家最新系外行星统计研究发现,一种叫做微引力透镜的技术证实"冷海王星天体"可能非常普遍地存在于系外行星系统。微引力透镜技术利用超大质量天体的光线弯曲效应分析其行星状态,伴随着透镜恒星在银河系轨道上移动,其线性移动过程中将出现视亮度变化。这种精确变化将提供天文学家关于透镜恒星和环绕其运行任何行星的重要线索。     

奥秘

罗马不是一天造成的,宇宙也不是。我们看到的早期宇宙,也许很大程度上是引力透镜夸大和扭曲后的样子。爱因斯坦给了我们一种想象:在我们和某遥远天体间的直线上存在一个星系,遥远天体发出的光被这个星系弯折、会聚后到达地球,在我们看来,这个遥远天体就被“放大”了,也更明亮了     

引力透镜和超光速膨胀

最近中微子天体和其他透明天体的引力透镜效应被广泛地讨论。在讨论引力透镜的观察效应时,有人提到象的运动速度放大的可能性,而观察上目前已陆续发现几个类星体和河外星系的超光速膨胀,并提出了一定的理论模型。看来超光速膨胀的机制问题还很复杂,本文将一般地从理论上分析引力透镜引起的超光速膨胀。这个研究适用于光源在透镜     

星系团的发现和星系团及成员星系的物理性质

星系团是宇宙中质量最大的引力束缚天体,是宇宙大尺度结构中密度相对比较高的节点.因此星系团是研究宇宙学的重要示踪天体之一,也提供了星系多样的寄居环境.基于公开的巡天数据,我们证认出了数目最多的星系团,显著扩展了星系团发现的红移范围.根据星系团在宇宙空间中的成团性,探测到了显著的宇宙重子声波振荡信号.通过查看星系团图像,发现许多星系团作为强引力透镜使背景星系呈现巨大的光弧.根据星系团中成员星系的分布,我们计算了最多星系团的动力学状态参数,并发现只有约1/3的星系团处于弛豫状态.我们还发现,在越弛豫的星系团中,最亮团星系的光学光度越大,其他亮成员星系越少.随着国际上在多个波段更深巡天数据的发布,星系团的研究将会有多方面的突破.     

透明天体的引力透镜效应

中微子天体的可能存在引起了人们对透明天体引力透镜效应的广泛兴趣。引力透镜成象的基本方程已为工作所得到。本文将用图解法简明地求得球对称透镜成象的个数和位置,并进而得到象的放大倍数及象运动速度的放大倍数。     

巨星系中果真挤满了行星吗?

大熊星座的类星体Q0957＋561是沃尔什(D.Walsh)等人在1979年4月发现的首例太空引力透镜,来自该类星体的光线穿越中介星系时,因其引力透镜作用形成了我们拍摄到的两个像A和B。一般情况下,两个像亮度的变化相似,但由于A像是远离中介星系中心处的类星体的光线形成的,而形成B像的光线则是穿越星系内部再到达地球的,     

宇宙会"大爆炸"吗

"大爆炸"是怎么回事 我们居住的地球是太阳系中的一个成员,而太阳只是银河系里3 000亿颗恒星中的一个中等成员.可见,我们的银河系作为宇宙中的一个星系,可算得上是一个十分庞大的天体大家族了.实际上,宇宙中的任何一个星系,都是包含众多天体的大家族.     

类星体研究新进展

一、引言从类星体发现到现在差不多有20年了,但是关于这种引人注目的天体的真正本质并未取得一致的意见,然而对于类星体是活动星系核的天体大家庭中的一员这点是没有异议的.除了类星体外,活动星系核的成员有:赛弗特星系、蝎虎座BL型天体、某些强的射电星系、N型星系和窄发射线型星系.这些星系     

突破红移记录,搜寻宇宙第一缕星光

一天文小组宣称 ,他们用欧洲南方天文台的甚大望远镜 (VLT)发现了迄今尚未记录过的最大红移值的天体 ,但这一新的记录估计也不会保持多久 .法国米迪天文台的RoserPello和他的四位同事说 ,他们已认证出一非常暗弱的红移值为 10 0的星系状碎片 ,这意味着我们已观察到宇宙创生大爆炸后4 6亿年 (现在宇宙年龄的 3 5 % )的时刻 ,即跟随大爆炸而来的“黑暗时代”终结时出现第一缕星光的时刻 .观察者们是利用室女座内的前景星系团Abell1835做为强大的引力透镜发现这一星系碎片的 .引力透镜效应使观测到的该碎片内暗弱星光增强了 2 5至 10 0倍 …     

超致密矮星系的潮汐剥离演化序列

<正>长期以来,星系(galaxy)和星团(star cluster)被认为是截然不同的两类天体.星系在暗物质晕中诞生成长,有较为复杂的恒星形成历史,是由大量恒星、气体、尘埃和暗物质等物质组成的天体系统,往往有着庞大的结构.星系的形态也多种多样,包括椭圆星系、旋涡星系、不规则星系等.多个星系通常以星系群和星系团的形式存在,形成宇宙中大尺度结构的同时,也互相影响着各自的演化轨迹.     

星系碰撞创造了类星体

天文学家们在20世纪50年代发现了类星体,类星体是"类似恒星的天体"的缩略语.类星体大约相当于太阳系的大小,可是它们可以轻而易举地照亮整个星系,可以燃烧1亿年.然而几十年来,天文学家们不明白是什么创造了这些宇宙明灯.最明显的怀疑目标就是超大质量的黑洞,它们稳居在几乎所有星系的中心,可以吞噬大量的物质,而且据了解,它们能够产生巨大的粒子和能量射流.但是很多星系--包括银河系在内都拥有超大质量的黑洞,然而并没有产生类星体.     

星系核和类星体的反物质模型

星系核和类星体具有许多特殊性质,是目前天体物理领域的一个重要课题.活动星系核和类星体的辐射功率很大,其光辐射可达10~(46)—10~(47)尔格/秒.这种天体的射电和光学的辐射大多有不规则的变光现象,有一年量级的长期变化,还往往含有时标很短的成分,比如一星期或一天量级,甚至还有短到小时量级的.这种变光现象表明星系核和类星体的核心是空间线度很小的天体.一般认为     

前沿

正人类首次发现银河系外行星2018年2月5日,美国科学家借助微引力透镜现象——也是现有行星探测方法中能发现距地球相对遥远地方天体的方法,并对其进行创新,首次发现了银河系外RX J1131-1231星系的一群行星,并确定这些行星的质量介于月球和木星之间,距离地球38亿光年。研究人员表示,最新研究将开启新的太空探索领域。马斯克重型猎鹰上天2018年2月7日,SpaceX的重型猎鹰火箭首次发射成功。它把埃隆·马斯克的红色特斯拉跑车成功     

狮子星座中有一条宇宙绳?

一个新的引力透镜系统,可能证明有一条宇宙绳从宇宙一边绕向另一边天文学家发现,一对已知的类星体原来是同一类星体的二个像,从而揭露出有一个异常的引力透镜天体,也即一个宇宙物质的异常密集。发现这一天象的研究小组组长,普林斯顿大学的     

破解宇宙之网——大规模巡天新时代即将到来

整个宇宙就像一张复杂的网,所有的恒星和星系都附着在它之上.诗人们也许会因此吟唱,但是在这些华丽的诗篇中却蕴含着科学家们对宇宙的认识.揭开这张"宇宙之网"将会是天文学家、天体物理学家和宇宙学家们的下一个巨大挑战.     

射电双源的结构和演化

成双现象在天体上是相当普遍的,许多不同尺度的天体系统都有成双的结构,比如,成双的恒星(双星)、成双的星系(双星系)、成双的旋臂等等。由于成双系统有比较多的可观测量,并且其中存在着比较强的相互作用,因此,在研究天体的结构和演化中,它们具有特殊的地     

本星系群中的新成员

本星系群通常是指以银河系为中心,半径为三百多万光年这样一个空间范围内星系的全体.美国加利福尼亚海尔天文台的查尔斯·科瓦尔(Charles Kowal)在1979年7月用帕洛玛山122厘米的施密特望远镜发现了一个新的星系,它位于不规则星系NGC6822附近,处于银河系和仙女座星系的中间,是一个17等的矮型星系.科瓦尔是个发现新天体的能手,在这以前他还发现另外三个矮型星系(即LGS1、2、3).这些矮型星系一般都小于银河系的万分之一,质量也很小.本星系     

星系碰撞的构想

星系并不总是离群独居的，在足够长的时间以及引力作用下，两个星系会发生碰撞并并合；而在此过程中挤压出的气体云将成为孕育新恒星的摇篮。但是计算机——甚至是巨型计算机——都几乎无法模拟出令人满意的结果。目前的挑战在于对多天体的处理，其中包括预设的两个星系中的天体数目以及相互之间的引力形式。为了解决这一问题，日本国家天文台计算天体物理中心建造了GRAPE专用超级计算机，旨在量身订制以模拟星系间上亿个质点的相互引力作用。     

取向相关性与宇宙物质成团的两种图景

在复合时期之前,宇宙中可能有两种不同类型的密度非均匀性:等熵的和等温的。它们所导致的复合时期之后的成团图景,是十分不同的。在等熵图景中,成团过程是由大到小的、分裂式的,即先形成大尺度的(例如,超星系团尺度)片状结构,然后再逐步分裂而形成星系等小尺度的天体系统。在等温图景中,成团是由小到大的、等级式的,即先形成小尺度的天体(例如,星系前恒星、星族Ⅲ天体),然后再逐步结合成星系、星系团和超星系团等大尺度的天体系统。