正文

第6章 黑洞與行星(11)

愛(ài)因斯坦的望遠(yuǎn)鏡 作者:(美)艾弗琳·蓋茨


光源當(dāng)然也在發(fā)生運(yùn)動(dòng),但由于它們實(shí)在太遠(yuǎn)了,我們一般會(huì)忽略掉這個(gè)因素。事實(shí)上,對(duì)距離越遠(yuǎn)的物體,我們?cè)诫y以發(fā)現(xiàn)它們的運(yùn)動(dòng)——在 7 000米高空飛行的飛機(jī),看起來(lái)要比在低空時(shí)慢得多。而如果光源恒星的運(yùn)動(dòng)確實(shí)會(huì)產(chǎn)生重要的后果,它對(duì)光曲線的影響則被稱(chēng)為雙目視差(xallarap[即把parallax一詞反過(guò)來(lái)拼,表示和視差相反的效應(yīng)。——譯者注])。一個(gè)詳細(xì)的透鏡計(jì)算會(huì)考慮到全部物體的運(yùn)動(dòng),無(wú)論是地球、透鏡,還是恒星。

地球的運(yùn)動(dòng)會(huì)使我們?cè)诘?章中討論的光曲線形態(tài)發(fā)生改變(在那里,我們考慮的是MACHO以恒定的速度從光源恒星面前經(jīng)過(guò)的簡(jiǎn)單情形),并在光曲線上留下一個(gè)印記,從而給出一個(gè)類(lèi)似于比例尺的速度標(biāo)度(地球運(yùn)動(dòng)的速度是已知的)。這樣,我們就可以從數(shù)據(jù)中提取出透鏡的相對(duì)速度(相對(duì)于光源恒星的速度),并反過(guò)來(lái)幫助我們估計(jì)透鏡的質(zhì)量。

要檢測(cè)這種視差效應(yīng),透鏡事件必須能持續(xù)幾個(gè)月以上,以便給地球足夠的時(shí)間發(fā)生長(zhǎng)距離運(yùn)動(dòng)。這個(gè)時(shí)間與黑洞搜尋方案配合得非常完美。事實(shí)上,一個(gè)銀河系盤(pán)中具有4倍以上太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞,通常會(huì)引起一個(gè)持續(xù)1年以上的透鏡事件,這足以使地球的運(yùn)動(dòng)在光曲線上留下烙印。

如圖6—3 (a)所示,視差效應(yīng)在大多數(shù)情況下都很微弱(盡管仍然是可見(jiàn)的),但在某些特殊條件下,也可能會(huì)導(dǎo)致更夸張的變化,如圖6—3(b)所示。通過(guò)重新梳理迄今為止收集到的幾千起微透鏡事件,天文學(xué)家仔細(xì)尋找著可能出現(xiàn)的視差效應(yīng)。他們首先嘗試改變視差量,以及每起事件中透鏡的質(zhì)量、距離和速度,并利用計(jì)算機(jī)程序生成了大量光曲線的數(shù)據(jù);接著再將這些數(shù)據(jù)和實(shí)際測(cè)量的光曲線相比,并挑選出那些由視差效應(yīng)給出最佳擬合的情況。

將這些顯示視差效應(yīng)的事件挑選出來(lái)之后,我們?cè)僭敿?xì)考察它們的光曲線特征。視差的出現(xiàn)可以為地球和透鏡之間的距離設(shè)置一個(gè)上限(視差效果隨距離的增加而減弱,因此太遠(yuǎn)的透鏡是看不到視差的),而視差的具體數(shù)值——光曲線被改變的程度——?jiǎng)t為距離設(shè)置了一個(gè)下限。(透鏡越近,視差效應(yīng)越強(qiáng)。)


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