Soczewkowanie grawitacyjne i inne zastosowania

Kwazary umożliwiają nam badanie tego, co leży między nimi, a Ziemią. Są w tym obszarze zarówno obłoki gazu międzygalaktycznego, galaktyki jak i czarna materia. Posłużyły przede wszystkim do sprawdzenia ogólnej teorii względności i przewidzianego przez nią zagięcia promieni świetlnych w pobliżu skupiska materii, czyli tzw. soczewkowania grawitacyjnego. Już w 1919 roku Eddington zaobserwował to zjawisko dla światła przechodzącego obok Słońca. W 1979 roku znaleziono pierwszy podwójny obraz kwazara Q0957+561. Obrazy te były tak blisko siebie i tak fizycznie podobne, że nie mogły stanowić dwóch różnych obiektów. Najsłynniejszy obraz to krzyż Einsteina, zaobserwowany po raz pierwszy w 1984 roku przez J. Huchra dla Q2237+030. Kwazar ten miał redshift z = 1,7, zaś spiralna galaktyka na drodze jego światła miała z = 0,04. Są jednak takie przypadki, gdy obserwuje się dodatkowe obrazy kwazara, a nie widać soczewki''. Takie sytuacje mogą być spowodowane ciemną materią. Zjawisko soczewkowania grawitacyjnego pozwala nam oszacować masę skupiającej galaktyki, ale nie tylko. Gdy źródło obrazów będzie zmieniało swoją jasność w czasie soczewkowania, to zmiana ta będzie obserwowana w innym czasie na różnych obrazach, co pozwala na wyznaczenie stałej Hubble'a (jednak zależy to od doboru modelu galaktyki będącej soczewką).

Drugą bogatą informację dostarcza nam widmo tych obiektów. Kwazary o dużym z mają liczne wąskie linie absorpcyjne pochodzące od materii przez którą światło przechodzi. Możemy je podzielić na dwie rodziny: seria Lymana od wodoru w materii międzygalaktycznej (o różnorodnych redshiftach) i linie zjonizowanych metali od materii międzygwiazdowej w dyskach galaktycznych. Dla tych ostatnich rozkład redshiftów pokrywa się generalnie z oczekiwanym rozkładem galaktyk we wcześniejszym Wszechświecie. Stąd możemy mieć wiedzę o ewolucji składu chemicznego, to zaś pozwala na testowanie najbardziej fundamentalnych teorii zarówno w astronomii jak i fizyce. Drugą bogatą informację dostarcza nam widmo tych obiektów. Kwazary o dużym z mają liczne wąskie linie absorpcyjne pochodzące od materii przez którą światło przechodzi. Możemy je podzielić na dwie rodziny: seria Lymana od wodoru w materii międzygalaktycznej (o różnorodnych redshiftach) i linie zjonizowanych metali od materii międzygwiazdowej w dyskach galaktycznych. Dla tych ostatnich rozkład redshiftów pokrywa się generalnie z oczekiwanym rozkładem galaktyk we wcześniejszym Wszechświecie. Stąd możemy mieć wiedzę o ewolucji składu chemicznego, to zaś pozwala na testowanie najbardziej fundamentalnych teorii zarówno w astronomii jak i fizyce.

Rys. 10. Krzyż Einsteina dla Q2237+0305