강한중력렌즈 (Strong Gravitational Lensing)
쉽게 풀면
아주 무거운 은하가 그 뒤의 은하를 크게 휘게 만들어 여러 개의 상이나 고리 모양으로 보이게 만드는 현상이다.
왜 중요한가
강한중력렌즈는 거대한 질량체가 배경 천체의 빛을 크게 휘어 여러 개의 상이나 고리 모양의 아인슈타인 링을 만드는 현상으로, 은하단의 총질량(암흑물질 포함)을 직접 측정하고 매우 먼 은하를 증폭해 관측하는 우주 망원경 역할로도 활용됩니다. 렌즈 모형화를 통해 배경 은하의 원래 형태를 복원하는 연구도 활발합니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
이 논문은 하늘에서 매우 가까이 위치한 두 퀘이사 상이 사실은 동일한 배경 퀘이사가 전경 은하의 중력렌즈에 의해 두 개의 상으로 갈라진 것임을 최초로 확인했다.
이 문장은 뒤쪽 은하의 빛이 무거운 은하단 때문에 여러 개의 모양으로 휘어 보인 것을 이용해, 눈에 보이지 않는 암흑물질이 얼마나 어떻게 분포하는지 계산해 냈다는 뜻입니다.
조금 더 깊게 보면
여러 개의 상이 뚜렷이 분리되는 강한렌즈와 형태가 미세하게 왜곡되는 약한렌즈는 같은 중력렌즈 현상의 강도 차이일 뿐 물리적으로 다른 현상이 아니며, 렌즈 질량 추정의 정확도는 배경 천체의 원래 형태에 대한 가정에 의존한다는 한계가 있습니다. 렌즈 질량이 완전한 원형 대칭이면 배경 광원이 정확히 뒤에 있을 때 완전한 고리(아인슈타인 고리)가 만들어지며, 실제 은하는 타원형이라 대부분 여러 개의 호나 점 형태로 관측된다.
주의할 점
강한 중력렌즈 시스템은 흔하지 않으며, 렌즈 전경 은하와 배경 천체의 거리 및 질량 분포가 정밀하게 정렬되어야 뚜렷한 다중상이 만들어진다.
강한 렌즈로 얻은 총질량은 시선 방향에 겹쳐진 다른 구조의 기여까지 포함하므로, 정밀한 우주론 응용에는 이러한 시선 오염을 별도로 모형화해야 한다. 렌즈 상들 사이의 밝기 시간 지연을 측정하려면 배경 퀘이사나 초신성의 밝기 변화를 수년간 추적해야 하므로, 이 방법으로 허블 상수를 재는 데는 장기 모니터링 관측이 필수적이다.