Czy dzięki soczewkowaniu grawitacyjnemu możliwe jest matematyczne obliczenie prawidłowego obrazu zniekształconej galaktyki?

10

W wiadomościach pojawił się kolejny raport o soczewkowaniu grawitacyjnym . Wikipedia ma dobry obraz przykładu soczewkowania grawitacyjnego wykonanego przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a. To mnie zastanawia, że ​​skoro rozumieją matematykę związaną z soczewkowaniem, czy nie powinni być w stanie odtworzyć oryginalnego obrazu galaktyki za galaktyką, która działa jak soczewka? To znaczy, weź zdjęcie i uruchom je przez program komputerowy, który rekonstruuje obraz przy użyciu znanych parametrów masy i położenia galaktyki soczewkowej?

gravitational-lensing Kevin Holmes
źródło

Odpowiedzi:

6

To byłoby teoretycznie możliwe. Jednak w praktyce soczewkowane obrazy są wysoce nieliniowo zniekształcone, a ze względu na ograniczenia rozdzielczości często są ograniczone do grubości co najwyżej kilku pikseli. Z powodu transformacji nieliniowych spowodowałoby to, że zrekonstruowany oryginalny obraz byłby jeszcze bardziej rozmazany.

Powiedziawszy to, nie widzę żadnej rekonstrukcji oryginalnego obrazu. Większość parametrów (takich jak przybliżony rozmiar i rodzaj galaktyki tła) można uzyskać ze zniekształconego obrazu.

Takku
źródło
„To byłoby teoretycznie możliwe”. - czy możesz to udowodnić / podać referencję? Innymi słowy, biorąc pod uwagę dobrze rozwiązany obraz obiektu poddanego soczewkowaniu grawitacyjnemu, jak można zrekonstruować oryginał?
Alexey Bobrick,
Znając masę i położenie galaktyki soczewkowej, możesz zmapować (liczbowo, przynajmniej jeśli nie analitycznie) każdy punkt na zniekształconym obrazie z powrotem do punktu na „prawdziwym” obrazie tła (używając formalizmu GR soczewkowania; na przykład - en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_lensing_formalism ). Teoretycznie nie rozumiem, dlaczego byłoby to w ogóle bardzo trudne. W praktyce będzie to trudne, tak.
Takku,
1) Być może nie znasz rozkładu masy soczewki (czy to wszystko byłoby nadal możliwe?), 2) Nawet na słynnym zdjęciu Hubble'a widzisz, że ten sam obiekt może dawać dwa obrazy.
Alexey Bobrick
Pytanie brzmi „przy użyciu znanych parametrów masy i położenia galaktyki soczewkowej”, więc założyłbym, że rozkład masy jest również znany. I jeden obiekt dający dwa / wiele obrazów jest w porządku, ponieważ nie będzie innego źródła w źródle, który wygeneruje obraz (y) w tej samej lokalizacji.
Takku
Zgadzam się z 1), ale jeszcze nie z 2). Rozważ ciągły obraz tła, taki jak CMB. Jak by to nie był problem?
Alexey Bobrick
4

Metoda ta nazywa się Dekonwolucją . Teoretycznie tak, jest to możliwe, jeśli znasz dokładną funkcję zniekształcenia i dokładny obraz wyniku - ale w rzeczywistości obraz, który masz, nie jest dokładny, więc wynik dekonwolucji może nie być bardzo przydatny.

Volker Siegel
źródło