
在太空背景下,各種扭曲的詹姆星系被視為拉長(zhǎng)的線、環(huán)、斯韋
太原外圍專(zhuān)家(微信181-2989-2716)太原外圍專(zhuān)家真實(shí)可靠快速安排弧和污跡。伯太JWST標(biāo)志性的空望衍射尖峰出現(xiàn)在圖像的中右側(cè)。(圖片鳴謝:uux.cn/NASA、遠(yuǎn)鏡引力ESA、揭示CSA)
(神秘的星系地球uux.cn)據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)(莫尼莎·拉維塞蒂):距離地球約97億光年,坐落著一個(gè)(非常)巨大的扭曲星系團(tuán),質(zhì)量相當(dāng)于300億個(gè)太陽(yáng)。埃爾戈多這是詹姆一個(gè)宇宙團(tuán)塊,昵稱(chēng)為El Gordo,斯韋從西班牙語(yǔ)翻譯過(guò)來(lái)就是伯太“胖的那個(gè)”多年來(lái),哈勃太空望遠(yuǎn)鏡為我們帶來(lái)了一些埃爾戈多迷人的空望
太原外圍專(zhuān)家(微信181-2989-2716)太原外圍專(zhuān)家真實(shí)可靠快速安排景色——但現(xiàn)在,城里有了一個(gè)新的遠(yuǎn)鏡引力太空天文臺(tái)。
周三(8月2日),科學(xué)家宣布詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡為我們提供了一個(gè)關(guān)于埃爾戈多的非常令人費(fèi)解的新視角。憑借其紅外眼睛,這臺(tái)開(kāi)創(chuàng)性的機(jī)器揭示了引力扭曲的領(lǐng)域,一顆紅巨星和數(shù)以噸計(jì)的其他太空美食,哈勃只能暗示。
例如,有一個(gè)主題被稱(chēng)為“El Anzuelo”或“魚(yú)鉤”這個(gè)星系距離我們106億光年,在影像的右上方可以清晰地看到一條明亮的紅色弧線。為了讓人們了解這張新照片有多迷人,你看到的是106億年前的埃爾安祖洛。這是因?yàn)楣鈴男窍瞪倪@個(gè)階段到達(dá)JWST需要很長(zhǎng)時(shí)間。
亞利桑那州立大學(xué)的Patrick Kamieneski在一份聲明中說(shuō):“我們能夠仔細(xì)分析包裹著恒星正在積極形成的星系中心的塵埃,”他是關(guān)于這些JWST觀測(cè)的幾篇論文之一的主要作者。“有了韋伯,我們可以輕松地透過(guò)這層厚厚的塵埃,讓我們親眼目睹星系由內(nèi)而外的組合。”
但除了JWST能夠透過(guò)塵埃面紗進(jìn)行解析這一事實(shí)之外,由于其紅外能力,這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡在埃爾戈多的新鏡頭至關(guān)重要,因?yàn)樗梢苑浅G逦夭蹲降揭环N稱(chēng)為引力透鏡的現(xiàn)象。
簡(jiǎn)而言之,引力透鏡是一個(gè)與阿爾伯特·愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論相關(guān)的概念。這個(gè)理論基本上把空間和時(shí)間想象成像有形的織物一樣編織在一起——一張4D絲綢,可以根據(jù)里面的質(zhì)量扭曲和波動(dòng)。黑洞使這種織物扭曲了很多,恒星對(duì)它影響很大,地球使它扭曲了一些,甚至你和我也使它扭曲了難以置信的微小,難以察覺(jué)的程度。
然而,對(duì)這張JWST圖像來(lái)說(shuō)重要的是,廣義相對(duì)論還預(yù)測(cè),這些時(shí)空結(jié)構(gòu)扭曲會(huì)影響光在宇宙中的傳播方式。冒著被簡(jiǎn)化的風(fēng)險(xiǎn),扭曲可以迫使光在太空中傳播時(shí)彎曲和扭曲——但這對(duì)天文學(xué)家來(lái)說(shuō)是一件好事。如果科學(xué)家能夠?qū)⑺麄兊挠^測(cè)站(比如JWST)集中在超級(jí)扭曲的區(qū)域(比如一個(gè)巨大的星系團(tuán)),他們就可以捕捉到一些扭曲的光線。根據(jù)光線的來(lái)源,這些扭曲會(huì)對(duì)光源產(chǎn)生一種放大效果。這種效應(yīng)被稱(chēng)為引力透鏡效應(yīng)。
回到我們的圖像,我們能看到埃爾安祖洛的主要原因,盡管它生活在如此遙遠(yuǎn)的地方,是由于引力透鏡!由于這個(gè)壯觀的概念,科學(xué)家們意識(shí)到這個(gè)遙遠(yuǎn)的星系是盤(pán)狀的,直徑約為26,000光年(銀河系的四分之一大小),此外還解剖了關(guān)于其歷史的其他有趣信息。
此外,你在埃爾安祖洛看到的紅色色調(diào)與另一種宇宙光現(xiàn)象有關(guān)。基本上,隨著物質(zhì)離我們?cè)诘厍蛏系挠欣恢迷絹?lái)越遠(yuǎn),加上宇宙的膨脹,它們發(fā)出的光波就像牢不可破的橡皮筋一樣伸展開(kāi)來(lái)。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí),由于一種被稱(chēng)為紅移的現(xiàn)象,這些波顯得越來(lái)越紅。
因?yàn)檫@個(gè)星系看起來(lái)很紅,所以它很遠(yuǎn)。

全新JWST·艾爾·戈多形象的全尺寸版。(圖片鳴謝:uux.cn/NASA、ESA、CSA)

新形象的分解。圖A中的“細(xì)的那個(gè)”和圖b中的“魚(yú)鉤”(圖片來(lái)源:uux.cn/NASA、ESA、CSA)
在愛(ài)因斯坦的放大鏡下
因?yàn)樵谶@幅圖像中有多少引力透鏡是顯而易見(jiàn)的——你可以根據(jù)一群閃閃發(fā)光的星系看起來(lái)像污跡而不是我們預(yù)期的螺旋和橢圓這一事實(shí)來(lái)判斷——從中可以收集到大量的宇宙信息。
事實(shí)上,JWST的第一張圖像也充滿(mǎn)了一系列引力透鏡星系,理所當(dāng)然地贏得了全球太空愛(ài)好者的大量贊譽(yù)。
“這種透鏡效應(yīng)提供了一個(gè)了解遙遠(yuǎn)宇宙的獨(dú)特窗口,”亞利桑那大學(xué)的布倫達(dá)·弗萊在聲明中說(shuō),她是主要河外區(qū)域再電離和透鏡科學(xué)(PEARLS)團(tuán)隊(duì)珍珠星團(tuán)分支的共同領(lǐng)導(dǎo)人,也是另一篇論文的主要作者。
“引力透鏡現(xiàn)象是由阿爾伯特·愛(ài)因斯坦在100多年前預(yù)言的。在El Gordo星團(tuán)中,我們看到了引力透鏡的作用,”亞利桑那州立大學(xué)的Rogier Windhorst和PEARLS項(xiàng)目的首席研究員在聲明中說(shuō)。“艾爾·戈多的珍珠雕像美極了。而且,他們向我們展示了韋伯是如何打開(kāi)愛(ài)因斯坦的寶箱的。”
在遠(yuǎn)離主要星系的地方,JWST拍攝的艾爾戈多照片也令人驚訝地看到了一顆奇異的紅巨星。科學(xué)家給它起了個(gè)綽號(hào)叫Quyllur,從秘魯高地的土著蓋丘亞語(yǔ)翻譯過(guò)來(lái)就是“星星”。
神奇的部分?這標(biāo)志著JWST觀測(cè)到的第一顆距離地球超過(guò)10億光年的紅巨星。Quyllur實(shí)際上位于距離我們大約110億光年的某個(gè)地方,靠近一個(gè)被稱(chēng)為L(zhǎng)a Flaca或“薄星系”的星系拉弗拉卡可以被看作是一個(gè)鉛筆狀的線在圖像的左側(cè)中心。
“除非你進(jìn)入紅外波段,否則幾乎不可能看到有透鏡的紅巨星。這是我們?cè)陧f布身上發(fā)現(xiàn)的第一個(gè),但我們預(yù)計(jì)會(huì)有更多,”西班牙坎塔布里亞研究所的何塞·迭戈在聲明中說(shuō),他是另一篇關(guān)于埃爾戈多的論文的主要作者。
Frye和她的團(tuán)隊(duì)還指出了五個(gè)透鏡星系,它們似乎是距離地球約121億光年的嬰兒星系團(tuán)的一部分——可能包含總共17個(gè)星系成員。也有一些超擴(kuò)散星系出現(xiàn)在大約72億光年之外,它們與正常星系相似,只是它們的恒星更加分散。
“我們研究了這些星系的性質(zhì)是否與我們?cè)诒镜赜钪嬷锌吹降某瑪U(kuò)散星系有任何不同,我們確實(shí)看到了一些差異。特別是,它們更藍(lán)、更年輕、更延伸、更均勻地分布在整個(gè)星團(tuán)中。”亞利桑那州立大學(xué)的蒂莫西·卡爾頓是另一篇關(guān)于這些觀察的論文的主要作者,他在聲明中說(shuō)。“這表明,過(guò)去60億年生活在星團(tuán)環(huán)境中對(duì)這些星系產(chǎn)生了重大影響。”