Zwaartekrachtlenzen

Zwaartekrachtlenzen zijn verschijnselen waarbij het licht van een achtergrondbron wordt afgebogen door de zwaartekracht van een tussenliggende massa. Volgens de algemene relativiteit buigt massieve materie het pad van licht, waardoor de waargenomen positie, helderheid en vorm van de achtergrondbron kunnen veranderen. De lensing hangt af van de massa-verdeling in de lens en van de geometrie van bron, lens en waarnemer.

Er bestaan drie hoofdtypen: sterke lensing, zwakke lensing en microlensing. Sterke lensing levert meerdere beelden, vervormde objecten en soms een Einsteinring. Zwakke lensing veroorzaakt subtiele vervormingen van veel achtergrondgalaxieën, waarmee de lineaire massa-distributie van het universum kan worden afgeleid. Microlensing treedt op wanneer een sterachtige lens de helderheid van een achtergrondbron tijdelijk vergroot, zonder duidelijke beeldvervorming; dit wordt gebruikt bij de detectie van exoplaneten en compacte objecten.

Zwaartekrachtlenzen bieden inzicht in de massa, vooral donkere materie, en leveren input voor kosmologie. Ze stellen ons in staat om de massa-distributie te traceren, en tijdvertragingen tussen meerdere beelden in sterke lensing kunnen helpen bij het meten van de expansie van het universum via de Hubble-constante.

Historisch: de eerste bevestigde zwaartekrachtlens werd in 1979 gevonden bij het quasar Q0957+561. Sindsdien zijn duizenden systemen bestudeerd met optische, radio- en infraroodwaarnemingen, wat lensing tot een essentieel hulpmiddel in de moderne astrofysica maakt.