穿越50億光年,看宇宙級「天然放大鏡」如何扭曲時空!

如果你能借用宇宙本身的力量去窺探深空,你會看到什麼?詹姆斯·韋布空間望遠鏡(jwst)本月為我們發回了一張震撼大片,巨大的星系團 macs j1149猶如一隻深邃的「宇宙之眼」,正通過扭曲時空展示着遠古宇宙的秘密。

一、macs j1149 星系團

在距離地球約50億光年的獅子座方向,坐落着宇宙中受引力約束的最大結構,macs j1149 星系團

韋布望遠鏡展示的這個星系團中,有300多個已確認的星系(以及可能還有數百個)在引力作用下彼此束縛在一起。在其中心位置,是一些橢圓星系,它們憑藉巨大的引力主導着整個星系團。

圖源:nasa/webbs

天文學家已確認該星系團擁有超過300個成員星系,並疑似還有數百個「編外人員」。在圖像中心,一群幽靈般的橢圓星系正散發著蒼白的光芒,它們憑藉極其龐大的引力,統治着這一方宇宙區域。

二、引力透鏡:自然的「長焦鏡頭」

這張照片最令人着迷的不是星系本身,而是它們背後的「魔法」。

根據愛因斯坦的廣義相對論,超大質量天體會彎曲周圍的時空。當更遙遠星系發出的光經過這個星系團時,光線會像穿過凸透鏡一樣被彎曲、放大甚至變形。

這種現象被稱為引力透鏡(gravitational lensing)。在圖像中,你可以清晰地看到:

拉長的光束遙遠星系被拉伸成了細長的光帶。

變幻的形狀有些星系被扭曲成了怪異的幾何圖形。

 三、宇宙中的「粉紅水母」與超級明星

在星系團中心的亮白色星系下方,有一個絕佳的引力透鏡案例:一個原本擁有清晰旋臂的星系,被拉伸成了酷似「粉紅水母」的形態。

位於中心的是一座粉色星系,具有清晰的螺旋臂。由於其光線被引力扭曲和彎折,這座星系看起來像一隻觸手糾纏的水母。這個星系中還存在着一顆曾被發現的、距離最遙遠的單顆恆星。

圖源:nasa/webbs

這個星系可不簡單,它曾承載着多項宇宙紀錄:

最遙遠的恆星這裡曾發現了當時已知最遠的單顆恆星。

分身術超新星同一顆超新星的影像曾因為引力透鏡作用,同時出現了四次。

四、韋布接力哈勃:挑戰大爆炸後的極限

macs j1149 一直是天文界的「大明星」。此前,哈勃望遠鏡曾通過「前沿領域」計劃對其進行深度探測。

窺探早期宇宙發現大爆炸後不到6億年就開始「進食」的超大質量黑洞。

低質量星系進化研究那些微小星系是如何誕生恆星、產生塵埃並改變化學組成的。

再電離時代揭示宇宙第一批星光亮起時的壯麗瞬間。

參考

https://esawebb.org/images/potm2601a/