¿Por qué una lente gravitatoria toma varias imágenes distintas de un objeto lejano en lugar de formar un anillo simétrico?

Question

No puedo imaginar cómo un grupo de galaxias puede producir imágenes de un objeto lejano en una región anular que no es simétrica. ¿Por qué hay partes vacías de ese anillo donde no hay imágenes del objeto? ¿Podría haber un desequilibrio tan intenso en la gravedad dentro de ese espacio para causar un anillo deformado o "roto"?

Answer 1

Para simplificar, supongamos que la lente es fuerte y que el objeto es una masa puntual. Cuando el objeto está perfectamente en la línea de visión entre la Tierra y la fuente, se obtiene un anillo de Einstein:

Sin embargo, en general el objeto está fuera de la línea de visión. En este caso se obtienen dos imágenes separadas: una de la luz que básicamente va directamente de la fuente a la Tierra, y otra de la luz que pasa cerca de la lente y se desvía hacia la Tierra. Es decir, se obtiene una imagen aproximadamente en la dirección de la fuente y otra aproximadamente en la dirección de la lente.

Se pueden conseguir cosas más complicadas cuando el objeto lente no es una masa puntual, como un círculo parcial o cuatro imágenes, como en la cruz de Einstein, pero espero que esto dé la intuición básica.

Answer 2

Esto no es una respuesta, lo escribo con la esperanza de que alguien que sí sepa se anime a escribir lo que realmente está pasando.

Mi especulación es que lo que con un término general se denomina caso de "lente gravitacional" en muchos casos es más adecuado describirlo como "espejismo gravitacional".

Mirage es el desplazamiento aparente de una escena en su conjunto; no implica aumento.

En el caso de un espejismo, la luz viaja a través de una región de aire en la que existe un gradiente de densidad perpendicular a la dirección de propagación. En el aire, la velocidad de la luz depende ligeramente de la densidad del aire que atraviesa. La curvatura resultante es mínima, pero si las distancias recorridas antes y después de entrar en la región de curvatura de la luz son grandes, el desplazamiento aparente de la ubicación de la escena es significativo.

De ahí mi especulación: espejismo gravitacional.