【放大镜|单峰驼?双峰驼?宇宙放大镜下的神秘射电信号】
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强引力透镜艺术想像图:遥远天体的光线在被引力透镜偏折后可能呈现多个像 , 而每个像到达观测者的时间不同 , 又会导致光变曲线的多峰现象 。 | 图源:ALMA (ESO/NRAO/NAOJ), L. Cal?ada, Y. Hezaveh et al.
根据前景天体引力场强弱以及在视线方向与背景天体的对齐程度的不同 , 又分为强引力透镜、弱引力透镜、微引力透镜 。 遥远的类星体在强引力透镜作用下会形成诸如“孪生类星体”“爱因斯坦十字”和“爱因斯坦环”等 。
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引力透镜效应下的“孪生类星体”“爱因斯坦十字”“爱因斯坦环” | 图源:HST
科学家们自然产生联想:“双峰驼”FRB会不会是透镜下的双重像呢?
解读宇宙信件
紫金山天文台研究团队用数值模拟的方式将这个想法付诸行动[5] 。 他们发现在点质量透镜下 , 我们是可能看到快速射电暴信号的两个像的 , 原本的单峰轮廓会变成双峰轮廓 。 那么从这个双峰轮廓我们又能得到什么有用的宇宙信息呢?
进一步的研究给出了回答 , 这可以帮助我们对透镜天体“称重” 。 科研人员利用双峰之间的时间差(时延)和高度比(流量比) , 估计透镜天体的质量 。 对于FRB130729来说 , 如果双峰轮廓是由一个点质量天体的引力透镜造成的 , 那这个透镜至少得有几百个太阳质量那么重 , 比如很可能是中等质量黑洞 。 这类天体缺少光学对应体 , 也很少有存在的证据 , 如果能在双峰FRB中找到强引力透镜的信号 , 就有可能成为一种直接测量中等质量黑洞质量的方法 。
研究还发现:一个点质量透镜导致的双峰轮廓 , 总是前面的峰略高 , 就像FRB 130729那样前高后低的双峰 , 却无法产生FRB 121002那样后峰高于前峰的轮廓 。 科研人员经过深入分析后发现:点质量透镜如果受到周围邻居的影响(通常指外部剪切 , 可以理解为来自透镜天体以外环境的一种轻微的扭曲作用) , 后面的峰就可能会高一点 , FRB 121002那样的轮廓就可以解释了 。 这时 , 就不能得出透镜天体的确切质量了 , 但还是可以估计它的质量范围 。
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(左)点质量透镜模型(蓝色实线)和点质量加外部剪切透镜模型(红色散点)下两像系统流量比R和时间延迟?t的关系分布 。 (右)FRB 121002双峰点质量加外部剪切透镜模型给出的透镜天体的质量范围估计 | 图源:[5]
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