當前位置： 當前位置：首頁 > 熱點 > 詹姆斯·韋伯太空望遠鏡揭示“埃爾戈多”星系團的引力扭曲正文

在太空背景下，各種扭曲的詹姆星系被視為拉長的線、環(huán)、斯韋弧和污跡。伯太JWST標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、遠鏡引力ESA、揭示CSA)
（神秘的星系地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（莫尼莎·拉維塞蒂）：距離地球約97億光年，坐落著一個(非常)巨大的扭曲星系團，質(zhì)量相當于300億個太陽。埃爾戈多這是詹姆一個宇宙團塊，昵稱為El Gordo，斯韋從西班牙語翻譯過來就是伯太“胖的那個”多年來，哈勃太空望遠鏡為我們帶來了一些埃爾戈多迷人的空望景色——但現(xiàn)在，城里有了一個新的遠鏡引力太空天文臺。
周三(8月2日)，科學家宣布詹姆斯·韋伯太空望遠鏡為我們提供了一個關(guān)于埃爾戈多的非常令人費解的新視角。憑借其紅外眼睛，這臺開創(chuàng)性的機器揭示了引力扭曲的領(lǐng)域，一顆紅巨星和數(shù)以噸計的其他太空美食，哈勃只能暗示。
例如，有一個主題被稱為“El Anzuelo”或“魚鉤”這個星系距離我們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。這是因為光從星系生命的這個階段到達JWST需要很長時間。
亞利桑那州立大學的Patrick Kamieneski在一份聲明中說:“我們能夠仔細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能夠透過塵埃面紗進行解析這一事實之外，由于其紅外能力，這臺望遠鏡在埃爾戈多的新鏡頭至關(guān)重要，因為它可以非常清晰地捕捉到一種稱為引力透鏡的現(xiàn)象。
簡而言之，引力透鏡是一個與阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論相關(guān)的概念。這個理論基本上把空間和時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。黑洞使這種織物扭曲了很多，恒星對它影響很大，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，難以察覺的程度。
然而，對這張JWST圖像來說重要的是，廣義相對論還預測，這些時空結(jié)構(gòu)扭曲會影響光在宇宙中的傳播方式。冒著被簡化的風險，扭曲可以迫使光在太空中傳播時彎曲和扭曲——但這對天文學家來說是一件好事。如果科學家能夠?qū)⑺麄兊挠^測站(比如JWST)集中在超級扭曲的區(qū)域(比如一個巨大的星系團)，他們就可以捕捉到一些扭曲的光線。根據(jù)光線的來源，這些扭曲會對光源產(chǎn)生一種放大效果。這種效應被稱為引力透鏡效應。
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的地方，是由于引力透鏡！由于這個壯觀的概念，科學家們意識到這個遙遠的星系是盤狀的，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)離我們在地球上的有利位置越來越遠，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來。當這種情況發(fā)生時，由于一種被稱為紅移的現(xiàn)象，這些波顯得越來越紅。
因為這個星系看起來很紅，所以它很遠。

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“細的那個”和圖b中的“魚鉤”(圖片來源:uux.cn/NASA、ESA、CSA)
在愛因斯坦的放大鏡下
因為在這幅圖像中有多少引力透鏡是顯而易見的——你可以根據(jù)一群閃閃發(fā)光的星系看起來像污跡而不是我們預期的螺旋和橢圓這一事實來判斷——從中可以收集到大量的宇宙信息。
事實上，JWST的第一張圖像也充滿了一系列引力透鏡星系，理所當然地贏得了全球太空愛好者的大量贊譽。
“這種透鏡效應提供了一個了解遙遠宇宙的獨特窗口，”亞利桑那大學的布倫達·弗萊在聲明中說，她是主要河外區(qū)域再電離和透鏡科學(PEARLS)團隊珍珠星團分支的共同領(lǐng)導人，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·愛因斯坦在100多年前預言的。在El Gordo星團中，我們看到了引力透鏡的作用，”亞利桑那州立大學的Rogier Windhorst和PEARLS項目的首席研究員在聲明中說。“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愛因斯坦的寶箱的。”
在遠離主要星系的地方，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。科學家給它起了個綽號叫Quyllur，從秘魯高地的土著蓋丘亞語翻譯過來就是“星星”。
神奇的部分？這標志著JWST觀測到的第一顆距離地球超過10億光年的紅巨星。Quyllur實際上位于距離我們大約110億光年的某個地方，靠近一個被稱為La Flaca或“薄星系”的星系拉弗拉卡可以被看作是一個鉛筆狀的線在圖像的左側(cè)中心。
“除非你進入紅外波段，否則幾乎不可能看到有透鏡的紅巨星。這是我們在韋布身上發(fā)現(xiàn)的第一個，但我們預計會有更多，”西班牙坎塔布里亞研究所的何塞·迭戈在聲明中說，他是另一篇關(guān)于埃爾戈多的論文的主要作者。
Frye和她的團隊還指出了五個透鏡星系，它們似乎是距離地球約121億光年的嬰兒星系團的一部分——可能包含總共17個星系成員。也有一些超擴散星系出現(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)是否與我們在本地宇宙中看到的超擴散星系有任何不同，我們確實看到了一些差異。特別是，它們更藍、更年輕、更延伸、更均勻地分布在整個星團中。”亞利桑那州立大學的蒂莫西·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。“這表明，過去60億年生活在星團環(huán)境中對這些星系產(chǎn)生了重大影響。”