ไมโครเลนส์ของแรงโน้มถ่วง

ไมโครเลนส์ของแรงโน้มถ่วง (อังกฤษ: Gravitational microlensing) คือปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ชนิดหนึ่งที่เกิดขึ้นจากปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วง สามารถใช้ในการตรวจจับวัตถุที่มีขนาดมวลเท่าดาวเคราะห์ไปจนถึงมวลขนาดดาวฤกษ์ได้ โดยไม่ต้องสนใจว่ามันเปล่งแสงออกมาหรือไม่ โดยทั่วไปแล้วนักดาราศาสตร์สามารถตรวจจับได้แต่เพียงวัตถุที่ส่องสว่างซึ่งจะเปล่งแสงออกมาจำนวนมาก (คือดาวฤกษ์) หรือวัตถุขนาดใหญ่ที่บดบังแสงที่อยู่พื้นหลัง (เช่นกลุ่มเมฆแก๊สและฝุ่น) ซึ่งวัตถุเหล่านี้ครอบครองมวลเพียงเศษส่วนเล็กน้อยของดาราจักรเท่านั้น เทคนิคไมโครเลนส์ช่วยให้เราสามารถศึกษาวัตถุที่เปล่งแสงเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีแสงเลยได้

ภาพไมโครเลนส์ของแรงโน้มถ่วง
แสงจากดาวฤกษ์ไกลโพ้นถูกเบี่ยงเบน โดยสนามโน้มถ่วงของดาวฤกษ์และระบบดาวเคราะห์ที่หมุนอยู่โดยรอบ ที่อยู่ระหว่างกลางเบื้องหน้า ซึ่งนำไปสู่ภาพบิดเบี้ยวอย่างน้อยสามภาพ
การเปลี่ยนแปลงของมุมในท้องฟ้านั้นสอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นของความสว่างของดาวฤกษ์ที่ตรวจวัดได้

เมื่อดาวฤกษ์ที่ห่างไกลหรือเควซาร์อยู่ในแนวที่พอเหมาะพอดีกับวัตถุมวลมากอัดแน่นที่บังอยู่เบื้องหน้า จะมีการเบี่ยงเบนของแสงเนื่องมาจากสนามแรงโน้มถ่วง ดังที่ไอน์สไตน์เคยทำนายไว้ในปี 1915 ทำให้เกิดภาพที่บิดเบี้ยวไปในการสังเกตการณ์อย่างมีนัยสำคัญ ขอบเขตด้านเวลาของการสว่างขึ้นชั่วครู่ยามนี้ขึ้นอยู่กับมวลของวัตถุที่บดบังอยู่ด้านหน้า เช่นกันกับการเคลื่อนที่เฉพาะที่เกี่ยวข้องระหว่าง "แหล่งกำเนิด" เบื้องหลังกับวัตถุเบื้องหน้าที่ทำตัวเป็น "เลนส์"

การสังเกตการเกิดไมโครเลนส์นี้มิได้มีความเกี่ยวข้องกับรังสีที่วัตถุที่เป็นเลนส์ได้รับ ดังนั้นปรากฏการณ์นี้จึงช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถศึกษาวัตถุมวลมากได้ไม่ว่ามันจะจางแสงเพียงไรก็ตาม และด้วยเหตุนี้ เทคนิคนี้จึงเป็นเทคนิคในอุดมคติสำหรับใช้ศึกษาประชากรของดาราจักรที่จางแสงมากๆ หรือมืดมากอย่างเช่น ดาวแคระน้ำตาล ดาวแคระแดง ดาวเคราะห์ ดาวแคระขาว ดาวนิวตรอน หลุมดำ และวัตถุฮาโลอัดแน่นมวลมาก นอกจากนั้น ปรากฏการณ์ไมโครเลนส์ก็ไม่ได้ขึ้นกับความยาวคลื่น ทำให้สามารถศึกษาแหล่งกำเนิดที่แผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าแบบใดก็ได้โดยไม่จำกัด

มีการใช้เทคนิคไมโครเลนส์ตรวจจับวัตถุโดดเดี่ยวได้ครั้งแรกในปี ค.ศ. 1993 นับจากนั้นก็มีการใช้เทคนิคนี้เพื่อศึกษาธรรมชาติของสสารมืด ใช้ตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบ ศึกษาการมืดคล้ำที่ขอบของดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกล ขีดจำกัดของประชากรดาวคู่ และเงื่อนไขโครงสร้างของแผ่นจานทางช้างเผือก นอกจากนี้ยังมีการเสนอให้ใช้เทคนิคไมโครเลนส์เพื่อค้นหาวัตถุมืดดังเช่นดาวแคระน้ำตาลหรือหลุมดำ การศึกษาจุดมืดบนดาวฤกษ์ วัดการหมุนรอบตัวเองของดาวฤกษ์ ค้นหาสตริงคอสมิก ศึกษากระจุกดาวทรงกลม และตรวจสอบเควซาร์ รวมไปถึงจานพอกพูนมวลของมันด้วย

อ้างอิง

1. Wambsganss (2006), "Gravitational Microlensing", Saas-Fee Lectures, Springer-Verlag
2. Kochanek, C. S. (2004). "Quantitative Interpretation of Quasar Microlensing Light Curves". The Astrophysical Journal. 605: 58–77. arXiv:astro-ph/0307422. Bibcode:2004ApJ...605...58K. doi:10.1086/382180.
3. Poindexter, Shawn; Morgan, Nicholas; และคณะ (2008), "The Spatial Structure of An Accretion Disk", The Astrophysical Journal, 673, p. 34, doi:10.1086/524190CS1 maint: extra punctuation (link)
4. Eigenbrod, A.; Courbin, F.; และคณะ (2008), "Microlensing variability in the gravitationally lensed quasar QSO 2237+0305 = the Einstein Cross. II. Energy profile of the accretion disk", Astronomy & Astrophysics, 490, p. 933CS1 maint: extra punctuation (link)
5. Mosquera, A. M.; Muñoz, J. A.; และคณะ (2009), "Detection of chromatic microlensing in Q 2237+0305 A", The Astrophysical Journal, 691, p. 1292, doi:10.1088/0004-637X/691/2/1292CS1 maint: extra punctuation (link)
6. Floyd, David J. E.; Bate, N. F.; และคณะ (2009), "The accretion disc in the quasar SDSS J0924+0219", ArXiv:0905.2651v1 [astro-ph.HE]

แหล่งข้อมูลอื่น

• Discovery of planet five times as massive as earth orbiting a star 20,000 light-years away