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重力マイクロレンズ

高

よみ方

じゅうりょくまいくろれんず

英 語

gravitational micro-lensing

説 明

偏向角がわずかで画像としては変化が観測できないが増光によってその存在が観測可能な重力レンズのこと。例えば、太陽程度以下の比較的低質量の天体が起こす重力レンズの場合が該当する。光の進路は重力によって曲がるため、重力源の背後から発した光は重力源の先で集まることになり、光学的にはレンズに似た機能を果たすことになる。この現象を重力レンズという。重力レンズによる曲がり角は一般にわずかである。たとえば、太陽質量の重力源が影響しても光の曲がり角は0.8ミリ秒角に過ぎないが、50キロパーセク(50 kpc=16万光年)離れた大マゼラン雲内の恒星からの光が地球から10 kpc離れた重力源によって0.8ミリ秒角偏向した場合には、重力源の十分に近くを通る光線は地球上の観測者の位置に集光され焦点を結ぶことになる。この場合、重力レンズによる像の歪みを画像としてとらえることはできないが、光が集まることにより対象天体が増光したように見える。一般に、光源・重力源・観測者は互いに運動しているためにその相互位置は変化するので、重力レンズ効果による増光度は急激に変化する。これを利用すると、重力を及ぼしている天体を直接検出することができなくとも、増光によって間接的に検出が可能となる。同様な増光現象を示す一般の変光星とは、光度曲線の特徴と色による変光の違いがないことなどから区別ができる。このような観測は実際に行われており、天の川銀河銀河系)のハローには太陽質量以下の天体が多数存在することがわかっている。これらは「ハローに存在する質量を持つコンパクトな天体」の英語表記を略してMACHOと呼ばれるが、その正体はまだわかっていない。

2018年04月18日更新

関連画像

図1 重力レンズ効果で変光したと考えられる天体の最初の発見例。大マゼラン雲の180万個の星の明るさを1年間モニターした結果発見されたもの。左上から右下へ12のフレームが時間の順に並べられている。各フレームで白矢印で示されている星が変光していることがわかる。
(Alcock et al. 1993, Nature, 365, 621)
図2 図1の星の光度曲線。横軸は1992年1月2日からの経過時間(単位は日)。縦軸は上のパネルは青色のバンドの測光値、中のパネルは赤色のバンドの測光値、下は両者の比。両者の比がほぼ完全に一定であるので、変光の様子が色によらず、通常の変光星ではないことの証拠と考えられた。
(Alcock et al. 1993, Nature, 365, 621)