은하의 중력에 의해 빛이 뒤틀어지고, 같은 천체가 복수로 분열되어 보이는 현상 "중력 렌즈"의 새로운 사례가 발견되었다. 중력 렌즈가 발생했을 때의 외관에는 다양한 패턴이 있지만, 이번에 발견 된 것은 상하 좌우의 4개로 나뉘어져있는 패턴으로 "아인슈타인의 십자가"라는 것이다.
일반 상대성 이론에서는, 시공간은 무거운 물체에서 발생하는 중력에 의해, 왜곡되고 그 뒤틀린 시공에 따라 빛이 휘어져 진행된다고 언급하고 있다. 따라서, 관찰자와 관찰 대상 사이에 다른 천체가 있는 경우에는 중앙의 천체가 볼록 렌즈의 역할을 하고, 외관상으로는 관측 대상이 분열되어 보이는 것이다.
이것이 "중력 렌즈 효과"이다. 아래의 그림은 실제로 빛이 지나간 경로가 흰색 화살표로 표시되어 있고, 외관상의 경로가 주황색 화살표로 표시되어 있다.
중력 렌즈 효과에 의해 천체가 분열되어 보이는 경우, 그 분열 된 천체 사이의 거리는 매우 작게되어 있기 때문에, 중력 렌즈가 일어나고 있다는 것을 찾기 어렵다. 또한 보기에는 중력 렌즈 효과가 발생하고 있는것 같은 천체를 발견했다고해도, 정말 같은 천체에서 나온 빛인지를 확인할 필요가 있다.
이탈리아의 과학자 팀은 허블의 고해상도 이미지에서 발견 된 4개의 빛 가운데, 3개의 빛을 스펙트럼으로 분해하는 데 성공하고, 이온화 된 수소에 의해 휘선이 같은 파장에서 나오고 있는 것을 확인했다. 동일한 파장에 같은 휘선이 있는 것은 빛이 같은 물체에서 나오고 있다는것을 나타내고 있으며, 이 때문에 중력 렌즈 효과가 작동하고 있다는 것을 알 수있다.
중력 렌즈에 의해 천체의 같은 상이 분열되어 십자가로 보이는 "아인슈타인의 십자가"는 지금까지 단 1건 밖에 보고되지 않았다. 이번에 2번째 목격으로 되는 새로운 "아인슈타인의 십자가"는 은하 좌표에 따라 "J2211-0350"으로 명명되었다. 또한 중력 렌즈의 역할을 하는 천체는 약 70억 광년에있는 타원 은하로, 광원은 적어도 200억 광년 떨어진 다른 은하였음이 밝혀졌다.
논문 저자 인 Daniela Bettoni 씨에 따르면, 중력 렌즈 효과의 광원이되는 천체는 퀘이사 인 경우가 대부분이며, 은하가 광원이되는 것은 매우 드문 것 같다.
중력 렌즈 효과가 있는 천체가 발견되면, 원래는 같은 빛이었던 것이 미묘하게 다른 것으로 되어 나타나므로, 그 차이를 분석함으로써 빛이 도달하는 경로에 어떤 물질이 있었는지를 알 수있다. 또한 일반 유리 렌즈처럼 빛을 한데 모으기 때문에 더 약한 빛을 관측 할 수있는 등 천문학의 발전이 기대된다.
