Границы применимости геометрической оптики при анализе наблюдений гравитационно-линзированных квазаров

Abstract

Рассмотрено распространение света квазара через галактику с учетом гравитационной фокусировки лучей на компактных массах, расположенных в объеме галактики. Показано, что наблюдаемое при микролинзировании отсутствие полной корреляции флуктуаций яркости компонент квазара на разнесенных длинах волн может быть объяснено не только зависимостью размера квазара от длины волны, но и свойствами среды галактики, через которую проходит свет квазара. Чтобы разделить влияние среды и параметров источника излучения требуется организовать специальные, практически синхронные, наблюдения гравитационно-линзированного квазара на двух телескопах разного диаметра. Такие наблюдения на разнесенных длинах волн позволят получить оценку статистических свойств среды распространения света, которые определяются плотностью и распределением масс в галактике, и установить зависимость характерного размера квазара от длины волны.

Розглянуто поширення світла квазара через галактику з урахуванням гравітаційного фокусування променів на компактних масах, розташованих у межах галактики. Показано, що спостережувана у мікролінзуванні відсутність повної кореляції флуктуацій яскравості компонент квазара на рознесених довжинах хвиль може бути пояснена не лише залежністю розміру квазара від довжини хвилі, але і властивостями середовища галактики, через яку проходить світло квазара. Аби розділити вплив середовища і параметрів джерела випромінювання потрібно організувати спеціальні, практично синхронні, спостереження гравітаційно-лінзованого квазара на двох телескопах різного діаметру. Такі спостереження на рознесених довжинах хвиль дозволять отримати оцінку статистичних властивостей середовища поширення світла, які визначаються густиною та розподілом мас у галактиці, і встановити залежність характерного розміру квазара від довжини хвилі.

Propagation of quasar radiation through a galaxy is analyzed, accounting for gravitational focusing of the light rays by compact masses distributed inside the galaxy volume. It is shown that the absence of total correlation between fluctuations of the macroimage brightness in different wavelengths observed in microlensing can be explained not only by the wavelength dependence of a quasar dimension but also by properties of the galaxy medium where the quasar radiation is propagating. To distinguish between the effects of the galaxy medium and parameters of the source quasar, the dedicated quasi-synchronous observations of a gravitationally lensed quasar at two telescopes of different diameters should be carried out. Such observations in different spectral ranges will provide the estimation of statistical properties of the galaxy medium, which are determined by the density and distribution of masses in the lensing galaxy, as well as determination of the wavelength dependence of the quasar size.