¿Cómo explican las lentes gravitatorias la Cruz de Einstein?

La galaxia del medio en la cruz de Einstein tiene una distribución de masa elíptica que es más ancha en la dirección del lado corto de la cruz (originalmente dicho lado largo), con un centro de masa donde se ve la galaxia. El objeto está ligeramente a la derecha del centro de la elipse, en la dirección del lado largo de la cruz (la respuesta original tenía la dirección invertida). Este tipo de lente se puede lograr en tal configuración, cuando el objeto de la lente está relativamente cerca de nosotros, de modo que los rayos pasan por la región central, donde la asimetría del momento cuadripolar del campo gravitatorio es evidente.

Mapa de lentes

Dada una fuente de luz, llame a la línea entre nosotros y la fuente el eje z, y parametrice los rayos de luz salientes por las coordenadas xy de su intersección con un plano xy a una unidad de distancia de la fuente en nuestra dirección. Esta es una buena parametrización para los pequeños ángulos con los que se está tratando. Los rayos de luz están parametrizados por un vector bidimensional v.

Estos rayos de luz luego atraviesan una región de lente y salen en otra dirección. Llamemos a su punto de intersección con el plano xy que pasa por nuestra posición v'. El problema de la lente está completamente determinado una vez que conoces v' como una función de v.

Sólo podemos ver aquellos rayos que nos llegan, es decir, aquellos rayos donde v'(v) es cero. El número y tipo de imágenes está totalmente determinado por el número y tipo de ceros de este campo vectorial. Esta es la razón por la que es difícil reconstruir la distribución de masa a partir de lentes fuertes: muchos campos vectoriales diferentes pueden tener los mismos ceros.

Lo único que podemos observar es el número de ceros, y el jacobiano del campo vectorial v' en el cero. El jacobiano te dice el mapa lineal entre la fuente y la imagen observada, el corte, la ampliación, la inversión.

El mapa de lentes siempre es asintóticamente lineal, v'(v)= v para v grande, porque los rayos lejanos no tienen lentes, y la escala de v se ajusta para hacer esta constante 1.

Lentes fuertes genéricos

En un problema genérico de lente fuerte, el campo vectorial v solo tiene ceros simples. El jacobiano es una matriz diagonalizable con valores propios distintos de cero. Esto significa que cada imagen está perfectamente bien definida, no arqueada ni manchada. La imagen está arqueada solo en el caso infinitamente improbable de que tenga un jacobiano singular.

¡Pero vemos arcos gravitacionales todo el tiempo! La razón de esto es que para el caso especial de una fuente con simetría esférica, el jacobiano siempre es singular. La fuente, el centro de simetría, y nosotros hacemos un plano, y este plano incluye el eje z, y necesariamente incluye la dirección de la imagen. El jacobiano en un cero de v' siempre tiene un valor propio cero en la dirección perpendicular a este plano.

Esto significa que el campo lejano con simetría esférica de cualquier fuente compacta producirá arcos o manchas. Cuando el objeto de la lente está muy lejos, los rayos que nos llegan están muy lejos de la fuente y vemos arcos y manchas de campo lejano. Cuando la galaxia de la lente está cerca, el campo de la lente no tiene una simetría especial y vemos puntos sin manchas.

Entonces, a pesar de la intuición de las fuentes puntuales y las lentes cotidianas, la cruz de Einstein es el caso genérico de las lentes, los arcos y las manchas son casos especiales. Puedes ver esto sosteniendo una linterna al lado de un espejo de la casa de la diversión. En general, a cualquier distancia, verá la luz del lápiz reflejada en múltiples imágenes, pero solo cerca de puntos especiales se mancharán o formarán arcos.

Consideraciones topológicas

Hay un teorema topológico simple sobre este campo vectorial v'. Si hace un círculo grande en el plano v y lo rodea en el sentido contrario a las agujas del reloj, el valor v'(v) a lo largo de este círculo forma un bucle en el sentido contrario a las agujas del reloj una vez. Este es el número de bobinado del bucle.

Puede probar fácilmente las siguientes propiedades del número de devanado:

• Cada bucle tiene un número de bobinado
• si divide un bucle en dos, el número de vueltas de las dos partes se suma al número de vueltas del bucle.
• el número de vueltas de un círculo pequeño siempre es 0, a menos que el campo vectorial sea cero dentro del círculo.

Juntos te dicen qué tipo de ceros pueden ocurrir en un campo vectorial en función de su comportamiento en el infinito.

El número de vueltas del campo vectorial en un pequeño círculo alrededor de un cero se llama índice. El índice siempre es +1 o -1 genéricamente, porque cualquier otro índice ocurre solo cuando estos tipos de ceros de índice chocan, por lo que es infinitamente improbable. Llamaré a los ceros +1 "fuentes", aunque pueden ser sumideros de fuentes o puntos de rotación/espiral. Los ceros -1 se llaman "sillas de montar". Las imágenes en las monturas se reflejan. Las imágenes en las fuentes no lo son.

Estas observaciones prueban el teorema cero: el número de fuentes más el número de monturas es igual al número de vueltas de un círculo muy grande. Esto significa que siempre hay un número impar de imágenes en un campo vectorial genérico, y siempre una fuente más que la silla de montar.

Una búsqueda rápida revela que este teorema se conoce como el "teorema de los números impares" en la comunidad de lentes fuertes.

La paradoja de los números impares

¡Este teorema es muy extraño, porque es exactamente lo contrario de lo que siempre ves! Las imágenes genéricas, como la cruz de Einstein, casi siempre tienen un número par de imágenes. La única vez que ve un número impar de imágenes es cuando ve exactamente una imagen. ¿Cual es el trato?

La razón puede entenderse yendo a una dimensión menos y considerando el campo vectorial unidimensional x'(x). En dos dimensiones, el mapa de rayos de luz está definido por ceros de una función de valor real. Estos ceros también obedecen al teorema de los números impares: el valor asintótico de x'(x) es negativo para x negativa y positivo para x positiva, por lo que hay un número impar de cruces por cero.

Pero si coloca una fuente puntual entre usted y el objeto, ¡genéricamente verá exactamente dos imágenes! El rayo de arriba se desvía hacia abajo, y el rayo de abajo se desvía hacia arriba. Nunca ves un número impar. ¿Cómo falla el teorema?

La razón es que la fuente puntual tiene desviaciones tremendamente grandes cuando te acercas, por lo que el campo vectorial es discontinuo allí. Los rayos de luz que pasan muy cerca por encima del punto se desvían muy hacia abajo, y los rayos de luz que pasan muy cerca por debajo se desvían hacia arriba. la discontinuidad tiene un índice de +1 y fija el teorema. Si suaviza la fuente puntual en una distribución de masa concentrada, el campo vectorial vuelve a ser continuo, pero una de las imágenes se ve obligada a estar justo detrás de la distribución de masa continua, con un aumento extremadamente pequeño.

Entonces, la cruz de Einstein tiene cinco imágenes: hay cuatro imágenes visibles y una imagen invisible justo detrás de la galaxia en primer plano. Esto no requiere un ajuste fino --- la quinta imagen ocurre donde la distribución de masa está más concentrada, que es también donde está la galaxia. Incluso si la galaxia fuera de algún modo transparente, la quinta imagen sería extremadamente tenue, porque es donde el gradiente del campo v es mayor, y cuanto menor sea este gradiente, mayor será la ampliación.

la cruz de einstein

Después de analizar el caso general, es sencillo determinar cualitativamente lo que sucede en la cruz de Einstein. Hay una masa central, como en todas las lentes astrofísicas, por lo que hay una singularidad/imagen central invisible con índice +1. las imágenes restantes deben tener 2 fuentes y 2 monturas. La configuración más probable es que las dos fuentes sean los puntos izquierdo y derecho en la pata larga de la cruz, y las dos monturas sean los puntos superior e inferior (en mi respuesta original, tenía la orientación al revés. Para justificar la elección de la orientación , consulte el análisis cuantitativo a continuación)

Puede completar la estructura cualitativa del campo vectorial v'(v) dibujando sus líneas de flujo. La siguiente imagen es el resultado. Es solo una imagen cualitativa, pero puedes ver en qué dirección se desvía la luz (cambié la imagen para reflejar la física correcta):

alt text http://i55.tinypic.com/de0n0l.png Las líneas de flujo comienzan en las dos fuentes y se desvían alrededor de las dos monturas, con algunas líneas que van hacia el infinito y otras que van hacia la singularidad/sumidero central. Hay un cuadro especial alrededor de source-saddle-source-saddle que corta el plano en dos, y dentro del cuadro, todos los flujos de origen terminan en la singularidad/imagen central y afuera todos los flujos de origen terminan en el infinito.

El flujo muestra que la aparente simetría cuádruple no existe en absoluto. Las dos fuentes son completamente diferentes de las dos monturas. La dirección de la desviación de la luz es hacia abajo, hacia el eje longitudinal de la cruz, y hacia adentro, hacia el centro. Esta es la desviación esperada de una fuente que tiene una orientación elíptica a lo largo de la dirección larga de la galaxia.

Modelo

(Las cosas en esta sección estaban mal. Las cosas correctas están abajo)

Lente astrofísica general

El problema general es fácil de resolver y brinda más información sobre lo que puede extraer de las observaciones de lentes fuertes. Lo primero que hay que tener en cuenta es que la desviación de una partícula que se mueve a la velocidad de la luz más allá de una masa puntual en la teoría de Newton, cuando la desviación es pequeña, está dada por la integral de la fuerza sobre una línea recta, dividida por la velocidad casi constante c, y esta integral directa da una desviación que es:

dónde$R_s = {2GM\over c^2}$es el radio de Schwarzschild,$b$es el parámetro de impacto, la distancia de máxima aproximación, y todo está determinado por análisis dimensional excepto el prefactor, que es como lo di. La desviación de la Relatividad General es el doble, porque los componentes métricos espacio-espaciales contribuyen en la misma cantidad, como es más fácil de ver en las coordenadas de Schwarzschild en la región de radio grande, y esta es una famosa predicción de GR.

Cuando las desviaciones son pequeñas, y siempre son pequeñas fracciones de grado en las imágenes reales, la deflexión total es aditiva sobre las masas puntuales que componen la masa de la lente. Además, la trayectoria del rayo de luz desde la fuente de luz distante está solo cerca de la fuente de lente durante una fracción muy pequeña del tránsito total, y esta región de lente es mucho más pequeña que la distancia a nosotros, o la distancia entre la fuente de luz y la masa de lente. Estas dos observaciones significan que puede aplastar todo el material en la masa de la lente en un solo plano xy, y obtener la misma desviación, hasta correcciones que van como la relación entre el radio de una galaxia y la distancia desde nosotros/la fuente hasta el galaxia, las cuales son con seguridad infinitesimales. El radio de una galaxia y una nube de materia oscura es de un millón de años luz,

te conviertes$\Delta\theta$a$x-y$coordenadas planas que estoy usando multiplicando por una unidad de distancia. Esto da la cantidad y la dirección de la desviación de una masa puntual dada. La desviación total del rayo de luz a la distancia B viene dada por la suma de todas las masas puntuales de la galaxia y su materia oscura asociada de esta contribución vectorial, que es cuatro veces la masa (dos veces el radio de Schwartschild) dividida por la distancia, apuntando directamente hacia la masa. esta suma es$\Delta v$.

Lo que es importante tener en cuenta es que esta suma es igual a la solución de un problema completamente diferente, a saber, el campo gravitatorio bidimensional de (cuatro veces) la masa plana aplastada. En 2d, la gravedad es como$1/r$. El campo gravitacional plano de la distribución de masa plana da$\Delta v$, y es muy importante tener en cuenta que esto significa que$\Delta v$es el gradiente del potencial gravitatorio 2d:

dónde

donde la densidad bidimensional$\rho(u)$es la integral de la densidad tridimensional en el$z$dirección (tiempos$4G/c^2$). Esto es importante, porque usted puede determinar fácilmente$\phi$de la distribución de masa por métodos bien conocidos para resolver la ecuación de Laplace en 2d, y hay muchas soluciones exactas.

El parámetro de impacto$b$es igual a$vR_1$, la dirección original en la que va el rayo de luz multiplicada por la distancia desde la fuente de luz hasta el objeto de la lente, y la posición que alcanza este rayo de luz cuando llega a nosotros es:

Elegir una nueva normalización para$v$de modo que$vR_1$Es el nuevo$v$y eligiendo una normalización para$v'$de modo que$v'(v)$es$v$a grandes distancias:

Esto es importante, porque significa que todo es un gradiente, el gradiente de:

El potencial resultante también tiene una interpretación 2d --- es el potencial gravitacional de la distribución de masa plana aplastada en un fondo de Newton-Hooke, donde los objetos son empujados hacia afuera por una fuerza proporcional a su distancia.

El potencial de gravedad bidimensional es fácil de calcular, a menudo en forma cerrada, y para encontrar el perfil de lente, solo busca los máximos, mínimos y sillas de montar del potencial bidimensional más un potencial cuadráticamente descendente.

Esto resuelve el problema para todas las situaciones astrofísicas prácticas. Me pareció notable que el campo de deflexión sea integrable, pero tal vez haya una forma más sencilla de entender esto.

Masa puntual

El potencial 2d de una masa puntual es

y para un objeto directamente detrás de él, obtienes

Esto da una singularidad central (o si extiendes la masa en el centro, una imagen tenue justo encima de la masa) además de un anillo perfecto donde$r=\sqrt{A}$. Esta es la imagen del anillo.

Mover la fuente de luz fuera del centro solo cambia la posición relativa de los dos centros potenciales. El nuevo potencial es:

Al establecer las derivadas x e y del potencial en cero, encuentra dos puntos críticos (sin contar el comportamiento singular en x=y=0). Los dos puntos tienen un jacobiano singular, por lo que dan aumentos muy grandes y manchas o arcos.

Las dos imágenes ocurren en

Entonces, la mancha hacia el lado donde se encuentra el objeto se mueve más, con valores grandes de a, la segunda imagen está justo encima de la masa de reducción, y con valores pequeños de a, las dos imágenes se mueven en la dirección de la desplazamiento por la mitad de la cantidad de desplazamiento.

Distribución de masa cuadripolar

Considere dos masas de tamaño {1\sobre 2} en la posición$\pm a$. Esto da un potencial que es una superposición de las dos masas:

La parte además de lo ordinario.$M\ln(r)$potencial de una fuente puntual es un cuadrupolo. La lente en un cuadrupolo tiene una solución algebraica simple. Derivando y restando la parte lineal da

El punto x=0,y=0 está en la posición singular. Los verdaderos puntos críticos están en las otras soluciones simultáneas:

De estos ocho puntos, dos son imaginarios (tomando el signo menos dentro de la raíz cuadrada de y), y dos están fuera del dominio de validez de la solución (tomando el signo menos dentro de la raíz cuadrada de x --- el punto es$\sqrt{2}a$), que está justo al lado de las masas puntuales que forman el cuadrupolo). Esto deja cuatro puntos. Pero todos son máximos locales, ninguno de estos son sillas de montar. Las sillas de montar se encuentran resolviendo las ecuaciones no triviales entre paréntesis para x e y.

Tomando la diferencia de las dos ecuaciones revela que$x=\pm y$, que da las cuatro soluciones de silla:

Hay ocho imágenes para una fuente cercana al centro reflejada por una masa cuadripolar. Para valores pequeños de a, las dos imágenes a lo largo de la línea de las dos masas se acercan por un cambio fraccionario que es$a^2\over A$, las dos imágenes perpendiculares a la línea de las dos masas se separan por un cambio fraccionario de$a^2\over A$, mientras que las cuatro imágenes en las diagonales están en la ubicación del disco de origen puntual.

Para mí, esto fue sorprendente, pero es obvio en retrospectiva. El campo de cuadrupolo y los campos de Newton-Hooke apuntan a lo largo de las líneas y=x en la diagonal, y van desde la entrada cerca del origen hasta la salida lejos, por lo que debe tener un cero. Los ceros son topológicos y estables a pequeñas deformaciones, por lo que si cree que el campo de la galaxia es esférico más cuadrupolo, la fuente de luz cruzada de Einstein tiene que estar lo suficientemente descentrada para cambiar la topología de los puntos críticos.

Distribución de masa cuadripolar/fuente descentrada

Para analizar cualitativamente el descentramiento, es útil comprender cómo las monturas y las fuentes responden al movimiento. Si mueve la fuente de luz, mueve el centro de Newton-Hooke. El resultado es que los puntos que antes eran fuentes y sillas ahora tienen un valor de vector distinto de cero.

Cuando la posición de una fuente adquiere lentamente un valor de vector distinto de cero, eso significa que la fuente se está moviendo en la dirección opuesta a este valor. Si una silla obtiene un valor distinto de cero, la silla se mueve en la dirección de este valor reflejado en el eje de atracción de la silla.

Esto significa que si comienza con un cuadrupolo muy asimétrico y desliza la fuente a lo largo del eje largo de la elipse fuente-silla-fuente-silla-fuente-silla-fuente-silla hacia una de las fuentes al final de la eje largo, una de las fuentes del eje corto y las monturas del eje corto se acercan entre sí. Se aniquilan cuando se tocan, y se tocan en un desplazamiento finito, ya que el resultado debe aproximarse suavemente a la solución esféricamente simétrica.

Inmediatamente después de que las fuentes y las sillas se aniquilen, obtienes una cruz, pero no se parece mucho a la cruz de Einstein --- las dos sillas y las dos fuentes supervivientes son más asimétricas, y el brazo angosto es mucho más angosto que el brazo ancho.

Fuente de línea

Para la lente de una fuente lineal, escriba el potencial 2-d para una línea orientada a lo largo del eje y (es lo mismo que una fuente plana en 3d, una fuente puntual en 1d o una fuente hiperplana d en d+ 1 dimensiones --- un campo constante que apunta hacia el objeto a cada lado):

Y reste la parte fuente de Newton-Hooke, con un centro en$x=a$.

Los puntos críticos están en el eje y por simetría, y son muy fáciles de encontrar:

Estas son las dos imágenes de un filamento largo de materia oscura o cualquier otra fuente lineal extendida. Las cuerdas cósmicas dan el mismo tipo de lente, pero el modelo de cuerdas de las cuerdas cósmicas da fuentes ultra relativistas que producen un ángulo de déficit cónico, y técnicamente no están cubiertas por el formalismo aquí. Pero el resultado es el mismo: imágenes duplicadas.

Si distribuye la fuente de línea de modo que tenga una densidad uniforme entre dos líneas paralelas al eje y (esto se obtendría al aplastar un haz cuadrado de densidad de masa uniforme en un plano), la lente fuera de las dos líneas no se ve afectada. por la Ley de Gauss bidimensional. El interior ya no es singular y obtienes una tercera imagen, como de costumbre, en x=y=0.

Densidad alargada más fuente puntual

El próximo modelo que consideraré es una cuerda más un punto. Esto es para modelar una densidad de masa alargada con una concentración de masa en el centro. El campo lejano es cuadrupolar, y esto se analizó anteriormente, pero ahora estoy interesado en el caso en que la densidad de masa es comparable en longitud a la imagen con lente, o incluso más. Extender la cuerda en una tira no hace nada a la lente fuera de la tira, y extender la punta a una esfera tampoco hace nada a la lente fuera de la esfera, por lo que este es un buen modelo de muchas situaciones astrofísicas, donde hay un alargado nube de materia oscura, quizás un filamento, con una galaxia concentrada en algún lugar en el medio del filamento.

El potencial 2-d, más Newton Hooke en el centro es

La solución a las ecuaciones del punto crítico da imágenes en

Donde una de las dos soluciones de cada ecuación cuadrática no es física. Esta lente es obvia --- es lo mismo que la cuerda porque la fuente de luz está justo detrás de la masa central.

Mirando a lo largo de la cuerda misma, hay dos puntos críticos más: el campo en la dirección x se vuelve cero (es singular para una cuerda infinitamente estrecha, pero ignórelo), y el gradiente del potencial está en la dirección y, por simetría, y para y cerca de cero, apunta hacia adentro, y para y grande apunta hacia afuera, por lo que hay un punto crítico. El potencial de la cuerda tiene un mínimo en la cuerda, por lo que en la dirección x tiene un mínimo, pero el potencial de Newton Hooke reemplaza al potencial de la fuente puntual en el punto crítico, por lo que en la dirección y estos dos puntos son potenciales maximo Estos son dos puntos críticos.

Los dos puntos críticos están en:

Y esto es muy robusto para engrosar la cuerda y la punta en tiras/esferas, o gotas, siempre que la forma sea más o menos la misma. Esta es una cruz genérica fuente-silla-fuente-silla. En el caso de la cuerda, las dos monturas se oscurecen infinitamente porque el jacobiano explota, pero en el caso físico donde el grosor de la cuerda es comparable a la región de la lente, el jacobiano es del mismo orden para las fuentes y el sumidero.

Mover la fuente de luz fuera del centro hacia x positivo, perpendicular a la orientación de la cuerda, empuja la fuente izquierda hacia adentro, el punto derecho hacia afuera y las dos monturas hacia atrás y hacia afuera. Esta es exactamente la configuración cruzada de Einstein.

Punto/tira --- Mejor ajuste

Considere una franja de materia oscura que es tan ancha o más ancha que la configuración de la lente, con una galaxia puntual en el medio. Esto da el potencial de lente:

válido dentro de la tira. Fuera de la tira, en lugar de un crecimiento cuadrático, el potencial crece linealmente, como para la cuerda. La tira es más útil, porque es simultáneamente el modelo alargado más simple para resolver un objeto descentrado y también la cruz de Einstein más precisa.

El parámetro a le dice qué tan lejos a la derecha del centro está la fuente de luz. Las ecuaciones para los puntos críticos son:

Hay dos soluciones cuando y=0, en

Estas son las dos fuentes, en el eje x, como en el problema del punto de cuerda. Hay dos soluciones adicionales cuando${A\over r^2 -1}=0$, y estos están en

Y estas son las monturas habituales de las lentes lineales. Para una a pequeña, las dos monturas se mueven a la derecha de la línea de simetría y el brazo largo de la cruz se mueve a la derecha. Este es un ajuste perfecto para la cruz de Einstein.

Para ver qué tan bien se ajusta, mire la siguiente gráfica de la lente producida por

El círculo negro es el centro de simetría del punto/franja, la cruz junto a él es la verdadera posición del quásar y las cuatro cruces son las ubicaciones de los puntos críticos, mientras que la densidad de la línea de contorno en las sillas/fuentes decirte el brillo inverso. Esto coincide perfectamente con los datos.

Resumen

La lente cuadripolar tiene dificultades para reproducir exactamente la cruz de Einstein, aunque puede obtener patrones en forma de cruz. La razón son las ocho imágenes para una fuente de luz en el centro. Esto significa que para obtener un cruce, dos pares silla-fuente tienen que aniquilarse. Una vez que lo hacen, las monturas y la fuente restantes no están en una cruz tan agradable, tienden a estar demasiado juntas, no se extienden bien como en la imagen. Las cruces de cuadripolos ya se están acercando al límite esférico asintótico, donde las sillas y las fuentes se convierten en los arcos esféricos degenerados. El brillo de las monturas y las fuentes no es aproximadamente el mismo, el brillo de la imagen lejana en la pata larga de la cruz no es aproximadamente el mismo que el brillo de la imagen cercana, no es un buen modelo.

Esto significa que deberíamos considerar que la materia oscura alrededor de la galaxia se extiende en una elipse alargada, la elongación es a lo largo del lado corto de la cruz. La fuente de luz está ligeramente a la derecha del centro. Esto reproduce exactamente la cruz de Einstein. Esta es casi seguramente la orientación de la distribución de la masa oscura en la galaxia, pero los detalles de la distribución no se revelan solo desde los puntos críticos, que es todo lo que proporciona una lente fuerte.

El factor más importante en la creación de este tipo de distribuciones son los aspectos no esféricamente simétricos de la galaxia, creando una lente muy deformada. No solo la parte visible de una galaxia suele ser de naturaleza disco, sino que la mayor parte de la masa se encuentra en halos de materia oscura ubicados alrededor de la galaxia. La evidencia observacional sugiere que estos halos son "planos", en el sentido de que son oblongos y no esféricos, lo que crea una forma de lente un tanto contraria a la intuición.

El caso límite de esto es la idea de una "cuerda cósmica", un defecto topológico unidimensional teórico en el espacio-tiempo que es esencialmente una cuerda larga y densa. Hubo bastantes noticias en los círculos de astronomía/astrofísica sobre el llamado Cuásar Gemelo que se pensó que era evidencia de lentes gravitacionales por parte de un objeto de este tipo (esencialmente, una lente simétrica extremadamente especular), aunque desde entonces se ha demostrado lo contrario.

Mire la simulación aquí: http://www-ra.phys.utas.edu.au/~jlovell/simlens/

Aquí hay otro artículo con algunos ejemplos: http://www.aeos.ulg.ac.be/lens_en.php

No sabemos lo suficiente acerca de esta galaxia actuando como una "lente" para estar seguros. Podría ser cualquier número de cosas.

Podría ser un anillo, formado por el núcleo galáctico actuando como una lente, pero cortado en 4 pedazos por los brazos espirales. Podría ser causado por una distribución no uniforme de la masa en la galaxia. Puede haber otras causas también.

Algunas simulaciones:

http://www.youtube.com/watch?v=qb9XjfoX-m0

http://www.youtube.com/watch?v=DubRAfJSCrM

http://www.youtube.com/watch?v=BkBNf_nFuhM

http://www.youtube.com/watch?v=nN25YtXmAWs

Este hilo surgió hace algunos años, lo vi referenciado y me gustaría plantear una idea. Mi creencia, respaldada con matemáticas aquí, es que esto no puede ser una lente. Las lentes siempre dan como resultado anillos, a veces tenues, a veces no. Habría alguna evidencia de un anillo en la imagen del Hubble, que es bastante profunda y completamente resuelta. No hay ninguno. Entonces, ¿qué podría ser esto?

La idea de Arp de la expulsión de cuásares de AGN es muy interesante. Solo consideró la eyección por pares, obviamente en direcciones opuestas. Presumiblemente, alguna magia física en la materia densa de un AGN da como resultado una inestabilidad bipolar, y los lóbulos se desconectan y se escapan a una velocidad considerable.

Si se admitiera esto como posible, entonces también parecería posible desarrollar una inestabilidad cuadripolar con los lóbulos en los vértices de un tetraedro. Por lo tanto, el objeto aquí podría ser un ejemplo de eyección tetraédrica. Al considerar, digamos, un modelo Java interactivo de metano, uno puede rotar este modelo para que coincida exactamente con la configuración de los objetos en la Cruz. Esto es un reflejo de la realidad o una coincidencia fantástica.

Por lo que vale, publiqué una extensión de GR que permite una nueva física en condiciones de materia densa;

http://link.springer.com/article/10.1023%2FB%3AIJTP.0000028858.08167.81

Copia descargable aquí

https://www.academia.edu/470456/Gravitation_and_Electrodynamics_Over_SO_3_3_

-drl

De hecho querido amigo, esta forma es el resultado de un fenómeno llamado lente gravitacional. Afortunadamente, entre la Tierra y un cuásar situado a 8.000 millones de años luz de distancia hay una galaxia a 400 millones de años luz. La gravedad de la galaxia actúa como una lente enorme pero imperfecta que se dirige en diferentes caminos desde la luz del cuásar, que es como un punto, por lo que hay cuatro imágenes alrededor de la galaxia. En este caso, el efecto de lente gravitacional produce una cruz simétrica porque la galaxia lente está casi exactamente en nuestra línea de visión del cuásar. Esta cruz lleva el nombre de Albert Einstein, cuya teoría de la relatividad predijo este fenómeno.