암흑 물질 연구에 있어서 아인슈타인 링 이란것이 어떤 역할을 할 수 있나?

Question

천문 우주 관측에 있어서

아인슈타인 링 이라는 용어를 들었는데요

아인슈타인 링 이라하니 생소한데

중력렌즈 효과와 관련있다하니 그런갑다 싶은데

일단

중력렌즈 효과로 멀리 떨어진 천체에 의한 별 빛이

중간 부분에 있는 거대 질량을 가진 천체, 예를 들면 은하나 은하군 의 중력에 의해서

빛이 왜곡되면서 생기는 특별한 빛의 고리를 일컫는 다고 들었습니다.

즉 중력렌즈 효과를 가지는데

그 렌즈의 테두리에 빛이 원형으로띠를 두르게 되는 형상을 하는게

아인슈타인 링 이라고 할 수 있겠는데요

근데

암흑물질 연구를 함에 있어서

이 아인슈타인 링이 굉장히 중요한 수단이 되는 천문학 현상이라고 하는데

아인슈타인 링을 통해 어떤 것을 추정하고

어떤 기준을 가질 수 있기에

이게 암흑물질을 연구하는데 중요한 현상이라는 건가요?

Answer 1

아이슈타인 링은 중력렌즈효과의 특수한 형태로서 관측자-렌즈천체-배경천체가 정렬되면서 발생하게 되는 현상이며 빛이 왜곡되면서 완전한 원 모양의 빛고리로 나타나고 렌즈 역할을 하는 천체가 일반적으로 은하나 은하단처럼 거대한 질량체를 가지는데 빛이 이 질량체 주변을 통과하며 아이슈타인의 일반상대성 이론에 따라 공간이 휘어지고 빛도 휘어지는 과정을 거치게 해주는데 이 휘어진 빛이 우리 눈에 들어올때 고리처럼 보이는것이 아이슈타인 링입니다. 중력렌즈효과는 질량이 있는 물체가 빛의 경로를 휘게 만든다는 원리를 따르는데 우리가 보는 렌즈 천체의 질량이 가시광선, 전파, 적외선 등으로 관측한 질량보다 훨씬 더 큰 중력 효과를 만들어내는 경우가 많기에 보이지 않는 질량인 암흑물질의 차이를 파악해야 하지요. 중력렌즈의 강도를 측정하여 실제 중력장을 계산하고 가시적인 별, 가스, 먼지로 계산된 질량과 중력렌즈로 측정된 실제 질량의 큰차이가 보이게 된다면 이 차이를 채우는 것이 보이지 않는 질량인 암흑물질이 되는것입니다. 아이슈타인의 링은 단순하게 있따를 넘어서 암흑물질이 어떻게 분포되어 있는지를 보여주는 정밀한 2D지도를 그리는데 사용되게 되는 것이지요!