Gravitaatiolinssi ja mikrolinssi ovat toisiinsa liittyviä tähtitieteellisiä ilmiöitä, joissa painovoima taittaa kaukaisten kohteiden valoa. Tärkein ero on mittakaava: gravitaatiolinssi viittaa laajamittaiseen taittumiseen, joka aiheuttaa näkyviä kaaria tai useita kuvia, kun taas mikrolinssi sisältää pienempiä massoja ja havaitaan taustavalon tilapäisenä kirkastumisena.
Laajamittainen valon taittuminen massiivisten kappaleiden, kuten galaksien tai galaksijoukkojen, ympärillä, mikä tuottaa vääristyneitä kuvia taustan lähteistä.
Pienimuotoinen linssiefekti, jossa tähti tai planeetta suurentaa hetkellisesti taustalla olevan kohteen valoa ilman erillisiä erottuvia kuvia.
| Ominaisuus | Gravitaatiolinssi | Mikrolinssi |
|---|---|---|
| Aiheuttaa | Massiivisten esineiden aiheuttama valon taivutus | Sama taivutus, mutta pienempien pistemäisten massojen vaikutuksesta |
| Linssin massa | Galaksit tai galaksijoukot | Tähdet, planeetat, kompaktit kappaleet |
| Havaittava vaikutus | Useita kuvia, kaaria, Einstein-renkaita | Taustavalon väliaikainen kirkkausmuutos |
| Aikaskaala | Vaikutus voi olla jatkuva tai pitkäaikainen | Ohimeneviä tapahtumia, jotka kestävät päivistä kuukausiin |
| Käyttö | Tutkii pimeää ainetta ja kaukaisia galakseja | Havaitsee eksoplaneettoja ja himmeitä kohteita |
| Kuvan resoluutio | Kuvat voidaan erottaa spatiaalisesti | Kuvat ovat liian lähellä toisiaan, jotta niitä voitaisiin tarkastella erikseen |
Sekä gravitaatiolinssi- että mikrolinssiilmiö syntyvät siitä, että painovoima taittaa valon kulkureittiä yleisen suhteellisuusteorian ennustamalla tavalla. Aina kun massa on havaitsijan ja kaukaisen valonlähteen välissä, tämä massa vääristää aika-avaruutta ja muuttaa valon kulkureittiä.
Gravitaatiolinssiilmiötä esiintyy tyypillisesti erittäin massiivisissa kohteissa, kuten galakseissa tai galaksijoukoissa, ja se tuottaa dramaattisia vääristymiä, kuten useita kuvia tai renkaita. Mikrolinssiilmiötä esiintyy paljon pienemmillä massoilla, kuten tähdillä tai planeetoilla, eikä se luo erillisiä, eroteltavissa olevia kuvia.
Painovoimalinssitutkimuksessa teleskoopit voivat usein nähdä vääristyneitä muotoja tai useita kuvia samasta taustaobjektista. Mikrolinssitutkimuksessa yksittäiset kuvat ovat niin lähellä toisiaan, että teleskoopit eivät pysty erottamaan niitä, joten tähtitieteilijät havaitsevat tapahtuman tarkkailemalla, kuinka kohteen kirkkaus kasvaa ja sitten vähenee ajan myötä.
Gravitaatiolinssi auttaa kartoittamaan laaja-alaisia rakenteita, kuten pimeän aineen jakautumista, ja tutkimaan kaukaisia galakseja. Mikrolinssi on erityisen hyödyllinen eksoplaneettojen löytämisessä ja sellaisten kohteiden tutkimisessa, jotka eivät säteile paljon valoa, kuten mustat aukot tai ruskeat kääpiöt.
Mikrolinssi on täysin eri ilmiö kuin gravitaatiolinssi.
Mikrolinssi on itse asiassa gravitaatiolinssin erityistapaus pienemmissä massaskaaloissa, jolla on sama taustalla oleva fysiikka, mutta erilaiset havaintomerkit.
Gravitaatiolinssi tuottaa aina renkaita ja kaaria.
Vain erittäin massiivisten esineiden voimakas linssivaikutus tuottaa näkyviä kaaria ja renkaita; heikompi linssivaikutus voi vääristää muotoja vain hienovaraisesti.
Mikrolinssi voi erottaa useita kuvia samalla tavalla kuin vahva linssi.
Mikrolinssi ei tuota erillisiä kuvia, jotka voidaan nähdä kaukoputkilla; sen sijaan kokonaiskirkkaus muuttuu ajan myötä.
Gravitaatiolinssi on hyödyllinen vain kaukaisten galaksien tutkimisessa.
Linssit auttavat tiedemiehiä myös tutkimaan massajakaumia, kuten pimeää ainetta, monilla eri mittakaavoilla kaikkialla maailmankaikkeudessa.
Sekä gravitaatiolinssi että mikrolinssi johtuvat samasta valon perustavanlaatuisesta gravitaatiotaipumisesta, mutta ne eroavat toisistaan mittakaavan ja tuottamiensa vaikutusten perusteella. Gravitaatiolinssi osoittaa laaja-alaisia vääristymiä, jotka mahdollistavat kosmisten rakenteiden tutkimisen, kun taas mikrolinssi paljastaa tilapäisiä kirkkausmuutoksia, jotka auttavat havaitsemaan piilotettuja kohteita, kuten eksoplaneettoja.
Asteroidit ja komeetat ovat molemmat pieniä taivaankappaleita aurinkokunnassamme, mutta ne eroavat toisistaan koostumukseltaan, alkuperältään ja käyttäytymiseltään. Asteroidit ovat enimmäkseen kivisiä tai metallisia ja niitä esiintyy pääasiassa asteroidivyöhykkeellä, kun taas komeetat sisältävät jäätä ja pölyä, muodostavat hohtavia pyrstöjä lähellä Aurinkoa ja tulevat usein kaukaisilta alueilta, kuten Kuiperin vyöhykkeeltä tai Oortin pilvestä.
Auringonpurkaukset ja koronan massapurkaukset (CME:t) ovat dramaattisia avaruussääilmiöitä, jotka saavat alkunsa Auringon magneettisesta toiminnasta, mutta ne eroavat toisistaan siinä, mitä ne vapauttavat ja miten ne vaikuttavat Maahan. Auringonpurkaukset ovat voimakkaita sähkömagneettisen säteilyn purkauksia, kun taas CME:t ovat valtavia varautuneiden hiukkasten ja magneettikentän pilviä, jotka voivat aiheuttaa geomagneettisia myrskyjä Maassa.
Eksoplaneetat ja harhaplaneetat ovat molemmat aurinkokuntamme ulkopuolisia planeettoja, mutta ne eroavat toisistaan pääasiassa siinä, kiertävätkö ne tähteä. Eksoplaneetat kiertävät muita tähtiä ja niillä on laaja koko- ja koostumusvalikoima, kun taas harhaplaneetat ajelehtivat yksin avaruudessa ilman emotähden painovoimaa.
Galaktiset tähtijoukot ja superjoukot ovat molemmat suuria galakseista koostuvia rakenteita, mutta ne eroavat toisistaan suuresti mittakaavan, rakenteen ja dynamiikan suhteen. Galaktinen tähtijoukko on tiiviisti sidottu galaksiryhmä, jota painovoima pitää yhdessä, kun taas superjoukko on valtava tähtijoukkojen ja -ryhmien kokoelma, joka muodostaa osan maailmankaikkeuden suurimmista kuvioista.
Hubblen laki ja kosminen taustasäteily (KMA) ovat kosmologian peruskäsitteitä, jotka tukevat alkuräjähdysteoriaa. Hubblen laki kuvaa, kuinka galaksit liikkuvat erilleen maailmankaikkeuden laajentuessa, kun taas KMA on varhaisen maailmankaikkeuden jäänteitä, jotka antavat tilannekuvan kosmoksesta pian alkuräjähdyksen jälkeen.
