穿越50亿光年,看宇宙级“天然放大镜”如何扭曲时空!

如果你能借用宇宙本身的力量去窥探深空,你会看到什么?詹姆斯·韦布空间望远镜(jwst)本月为我们发回了一张震撼大片,巨大的星系团 macs j1149犹如一只深邃的“宇宙之眼”,正通过扭曲时空展示着远古宇宙的秘密。

一、macs j1149 星系团

在距离地球约50亿光年的狮子座方向,坐落着宇宙中受引力约束的最大结构,macs j1149 星系团

韦布望远镜展示的这个星系团中,有300多个已确认的星系(以及可能还有数百个)在引力作用下彼此束缚在一起。在其中心位置,是一些椭圆星系,它们凭借巨大的引力主导着整个星系团。

图源:nasa/webbs

天文学家已确认该星系团拥有超过300个成员星系,并疑似还有数百个“编外人员”。在图像中心,一群幽灵般的椭圆星系正散发着苍白的光芒,它们凭借极其庞大的引力,统治着这一方宇宙区域。

二、引力透镜:自然的“长焦镜头”

这张照片最令人着迷的不是星系本身,而是它们背后的“魔法”。

根据爱因斯坦的广义相对论,超大质量天体会弯曲周围的时空。当更遥远星系发出的光经过这个星系团时,光线会像穿过凸透镜一样被弯曲、放大甚至变形。

这种现象被称为引力透镜(gravitational lensing)。在图像中,你可以清晰地看到:

拉长的光束遥远星系被拉伸成了细长的光带。

变幻的形状有些星系被扭曲成了怪异的几何图形。

 三、宇宙中的“粉红水母”与超级明星

在星系团中心的亮白色星系下方,有一个绝佳的引力透镜案例:一个原本拥有清晰旋臂的星系,被拉伸成了酷似“粉红水母”的形态。

位于中心的是一座粉色星系,具有清晰的螺旋臂。由于其光线被引力扭曲和弯折,这座星系看起来像一只触手纠缠的水母。这个星系中还存在着一颗曾被发现的、距离最遥远的单颗恒星。

图源:nasa/webbs

这个星系可不简单,它曾承载着多项宇宙纪录:

最遥远的恒星这里曾发现了当时已知最远的单颗恒星。

分身术超新星同一颗超新星的影像曾因为引力透镜作用,同时出现了四次。

四、韦布接力哈勃:挑战大爆炸后的极限

macs j1149 一直是天文界的“大明星”。此前,哈勃望远镜曾通过“前沿领域”计划对其进行深度探测。

窥探早期宇宙发现大爆炸后不到6亿年就开始“进食”的超大质量黑洞。

低质量星系进化研究那些微小星系是如何诞生恒星、产生尘埃并改变化学组成的。

再电离时代揭示宇宙第一批星光亮起时的壮丽瞬间。

参考

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