這些細(xì)節(jié)正是我們的興趣所在。當(dāng)只有一顆恒星出現(xiàn)在視線中時(shí),系統(tǒng)中只有一個(gè)透鏡。而在恒星周圍增加一顆行星,就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)相互重疊的透鏡,時(shí)空的變形也更為復(fù)雜。特別是在這個(gè)復(fù)雜的時(shí)空波紋中可能會(huì)出現(xiàn)一些特殊的路徑,并導(dǎo)致光線幾乎被無限放大。在這種情況下,我們能看到什么,完全取決于我們從透鏡的哪個(gè)部分向外張望。

為了描繪這個(gè)透鏡,我們先從一個(gè)簡(jiǎn)單恒星透鏡引起的時(shí)空凹陷開始。行星的存在會(huì)改變時(shí)空形態(tài),在恒星周圍增加一個(gè)更小的次級(jí)凹陷,同時(shí)也破壞了恒星透鏡的對(duì)稱性。原本光滑的恒星會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)瑕疵,其中一個(gè)在行星周圍,另一個(gè)則靠近透鏡的中心。

當(dāng)透鏡被行星扭曲的部分,恰好經(jīng)過一個(gè)遠(yuǎn)方光源恒星的正前方時(shí),它會(huì)形成一個(gè)獨(dú)立的放大峰。這種事件的可能性會(huì)由于一個(gè)偶然的巧合而增加。事實(shí)上,一個(gè)在核球方向上出沒的恒星,其愛因斯坦半徑的尺寸,大致相當(dāng)于銀河系中行星軌道的大小。這個(gè)巧合使行星更有可能出現(xiàn)在一個(gè)恰當(dāng)?shù)奈恢?并放大由恒星透鏡造成的兩個(gè)影像中的一個(gè),最終產(chǎn)生一個(gè)額外的放大峰。

然而,如果這種恒星—行星組合幾乎從光源恒星的正前方通過,這時(shí)候透鏡的中心恰好在光源的前方,就會(huì)產(chǎn)生如圖6—5(b)所示的雙峰模式。由于行星的出現(xiàn),環(huán)繞透鏡的中心區(qū)域會(huì)出現(xiàn)一條擁有幾乎無限放大倍數(shù)的細(xì)線(被稱為焦散線,caustic),從而使透鏡出現(xiàn)不連續(xù)的特征。隨著透鏡事件的發(fā)展,光源恒星會(huì)兩次穿過焦散線,分別進(jìn)入和離開透鏡的中心區(qū)域,并在光曲線上留下兩個(gè)分立的尖峰。

這些獨(dú)特的透鏡現(xiàn)象,與夏天游泳池里產(chǎn)生漣漪的原因是相同的。游泳池中水的激蕩會(huì)產(chǎn)生水波,水波會(huì)使入射池中的陽光發(fā)生彎曲。水中重疊的波浪和漣漪能創(chuàng)造出等效的透鏡效應(yīng),并在某些位置上對(duì)日光產(chǎn)生強(qiáng)烈的放大作用(理論上是無限放大)。這樣,當(dāng)我們觀察水面時(shí),這些焦散線就將絢麗的圖像清晰地出現(xiàn)在我們面前。藝術(shù)家布拉德·米勒(Brad Miller)用強(qiáng)光照射水槽的方法,在水槽后面放置的感光膠片上記錄了這一影像,由此創(chuàng)作出一個(gè)模擬復(fù)雜三維透鏡的華麗圖像。