Gravitationslinseneffekt

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Wie es funktioniert:

Nach Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie sind Zeit und Raum zu einer einzigen Größe namens Raumzeit verschmolzen. Nach dieser Theorie verursachen massive Objekte eine Krümmung der Raumzeit, und die Schwerkraft ist einfach diese Krümmung der Raumzeit. Wenn sich Licht durch die Raumzeit bewegt, sagt die Theorie voraus, dass der Weg des Lichts auch durch die Masse eines Objekts gebogen wird. Gravitationslinsen sind ein beobachtbares Beispiel für die Anwendung der Einsteinschen Theorie.

Einstein-Ring:

Dieses Phänomen wurde von Albert Einstein bereits 1915 in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt. Der Einstein-Ring ist ein Ring aus elektromagnetischer Strahlung eines weit entfernten Objekts, der durch die Gravitationswirkung einer Galaxie im Vordergrund entsteht.

Credit: ESA/Hubble & NASA unter CC BY 4.0

Animation (Quelle: NASA)

Microlensing – eine besondere Form der Gravitationslinsenbildung

Die Mikrolensing-Methode findet Planeten durch die Wirkung ihrer Schwerkraft auf das Licht, das von einem weiter entfernten Hintergrundstern zur Erde kommt. Aus den Helligkeitsschwankungen des Hintergrundsterns kann auf die Existenz eines Planeten geschlossen werden, auch wenn kein Licht direkt vom Planeten oder seinem Zentralstern gemessen wird.

Schematische Darstellung der Mikrolinsenmethode. Links: Linsenstern im Vordergrund bewegt sich an einem Hintergrundstern vorbei. Durch den Gravitationslinseneffekt wird das Licht des Hintergrundsterns gesammelt und dadurch verstärkt, während der Linsenstern sich davor befindet. Rechts: Wenn der Linsenstern einen Planeten besitzt, beeinflusst auch dessen Gravitation das Licht und es kommt zu einer kurzfristigen weiteren Verstärkung des Lichts des Hintergrundsterns. Quelle: ©ESA

Das erste Microlensing-Ereignis:

Im Juli 2003 wurde der erste Exoplanet durch den Mikrogravitationslinseneffekt gefunden. OGLE-2003-BLG-235L befindet sich im Sternbild Schütze und umkreist einen orangen Zwergstern. Lesen Sie mehr darüber hier.

Quelle: NASA / ESO

Interessante Fragen zu diesem Thema:

Q: Welche Parameter können wir durch Microlensing erhalten?
A: Aus den Messungen kann man die Verhältnis zwischen den Masse des Planeten und der Masse seines Sterns herausfinden. Außerdem erhält man den Abstand zwischen dem Planeten und seinem Stern zum Zeitpunkt der Beobachtung.

Q: Was ist der Unterschied zwischen Gravitationslinseneffekt und Mikrolensing?
A: Gravitationslinseneffekte werden durch ein riesiges Objekt wie eine Galaxie verursacht. Mikrolensing ist ein Sonderfall des Gravitationslinsensystems, bei dem die Linse ein Stern innerhalb unserer eigenen Galaxie ist.