Amplification de la luminosité d’un objet céleste lointain par un astre massif situé entre cet objet et l’observateur.
D'après la théorie de la relativité générale, les objets massifs modifient la géométrie de l'espace (et du temps) dans leur voisinage. La lumière quant à elle emprunte toujours le chemin le plus court. Dans un espace modifié par la présence d'une masse, le chemin le plus court n'est pas nécessairement la ligne droite, et le trajet des rayons lumineux se courbe au voisinage d'astres massifs (étoiles, galaxies, amas de galaxies). Des calculs plus précis montrent qu'un astre massif isolé peut déformer l'image d'une source de lumière placée derrière cet astre, un peu comme le ferait une lentille en optique.
De nombreuses images de galaxies lointaines déformées par une galaxie plus
proche et massive ont été observées. On observe même souvent plusieurs
images de la même galaxie lointaine. L'étude de ces images permet de savoir
quelle est la masse de l'astre (le moins lointain des deux) agissant comme
une lentille.
Une étoile, bien qu'ayant une masse très inférieure à celle d'une galaxie,
peut aussi agir comme une lentille gravitationnelle. L'effet est beaucoup
moins fort, et on parle en fait de " micro lentille " gravitationnelle.
Cette effet est observé lorsqu'une étoile, du fait de son mouvement propre,
s'aligne avec les Terres (et les astronomes qui observent) et une autre
étoile plus distante (cet alignement ne dure que quelques jours).
Des effets liés aux micro lentilles gravitationnelles lors d'occultations d'étoiles ont permis en 2005 la découverte d'une planète dont la masse pourrait ne pas excéder 5 masses terrestres. Les astronomes avaient observé dans ce cas deux micro lentilles : l'étoile dont on connaissait déjà l'existence, et la planète orbitant autour, inconnue jusqu'alors, et responsable d'un effet de micro-lentille ayant duré quelques heures.