愛因斯坦環(huán)
浩瀚的宇宙空間中布滿了星系，但對(duì)于那些距離我們特別遙遠(yuǎn)的星系，即便使用最大的天文望遠(yuǎn)鏡，也會(huì)因?yàn)楣饩€太弱而很難被觀測(cè)到。不過，愛因斯坦在100多年前預(yù)言的一種現(xiàn)象能夠被用來觀測(cè)這些遙遠(yuǎn)的星系，這就是引力透鏡效應(yīng)，這種現(xiàn)象已經(jīng)被天文學(xué)家反復(fù)觀測(cè)到。
愛因斯坦的廣義相對(duì)論表明，有質(zhì)量的物體會(huì)使周圍時(shí)空發(fā)生彎曲，任何物質(zhì)都會(huì)沿著彎曲的時(shí)空運(yùn)動(dòng)，就連光也不例外。愛因斯坦通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，光線經(jīng)過太陽邊緣的彎曲時(shí)空時(shí)將會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這個(gè)偏轉(zhuǎn)角度是牛頓引力理論預(yù)言的兩倍。這個(gè)現(xiàn)象在1919年的日全食中首次得到證實(shí)，后來天文學(xué)家在宇宙遙遠(yuǎn)的地方觀測(cè)到更為顯著的引力透鏡效應(yīng)。不久前，天文學(xué)家利用這種現(xiàn)象，首次在銀河系外發(fā)現(xiàn)了行星。
星光偏轉(zhuǎn)
現(xiàn)在，由夏威夷大學(xué)的天文學(xué)家Harald Ebeling博士領(lǐng)導(dǎo)的國際天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)，通過引力透鏡效應(yīng)發(fā)現(xiàn)了最極端的放大倍數(shù)。利用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡收集到的一個(gè)巨大星系團(tuán)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，這個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)十分遙遠(yuǎn)的暗淡星系——eMACSJ1341-QG-1，這要?dú)w功于被稱為eMACSJ1341.9-2442的巨大星系團(tuán)所造成的時(shí)空扭曲，使得背景星系的光被放大了30倍，這是已知最強(qiáng)的引力透鏡效應(yīng)。
觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，eMACSJ1341-QG-1星系的紅移值為1.594，這意味著這個(gè)星系發(fā)出的光用了97億年的時(shí)間才到達(dá)地球，隨著宇宙空間的膨脹，現(xiàn)在已經(jīng)距離地球150億光年。eMACSJ1341.9-2442星系團(tuán)的紅移值為0.835，這意味著這個(gè)星系團(tuán)發(fā)出的光用了72億年的時(shí)間才到達(dá)地球，而它現(xiàn)在距離地球95億光年。
在宇宙中，距離較近的星系會(huì)通過引力作用形成星系團(tuán)，例如，銀河系與其他1300多個(gè)星系組成了半徑約為720萬光年的本星系團(tuán)。由于星系團(tuán)擁有巨大的質(zhì)量，所以它們是一種強(qiáng)大的引力透鏡。巨大的星系團(tuán)能夠大幅扭曲周圍時(shí)空，它們就像宇宙中的天然望遠(yuǎn)鏡一樣，可以放大位于它們后方的星系，從而讓我們?cè)诘厍蛏系靡杂^測(cè)到那些遙遠(yuǎn)暗淡的星系，否則即使是最強(qiáng)大的人造望遠(yuǎn)鏡也無法做到。
eMACSJ1341-QG-1星系
天文學(xué)家表示，這幅圖像的高放大倍率提供了一個(gè)難得的機(jī)會(huì)來研究遙遠(yuǎn)的星系。雖然宇宙中有很多暗弱的星系，但宇宙卻又有辦法讓我們觀測(cè)到。盡管之前也曾觀測(cè)到類似的極端情況，但此次發(fā)現(xiàn)的是一個(gè)罕見的寧靜星系，這種星系不同于我們的銀河系，它們并沒有在巨大的冷氣體云中形成新的恒星。
寧靜星系是星系的演化終點(diǎn)，我們的銀河系終有一天也會(huì)迎來這樣的結(jié)局。在eMACSJ1341-QG-1星系中，恒星大部分已經(jīng)老去，并且也沒有新的恒星形成，這種反常的現(xiàn)象出乎天文學(xué)家的預(yù)料。這是因?yàn)檫b遠(yuǎn)星系發(fā)出的光需要漫長的時(shí)間才能到達(dá)地球，這意味著當(dāng)我們觀測(cè)到遙遠(yuǎn)星系的時(shí)候，我們也在回溯時(shí)間。因此，我們現(xiàn)在看到的是eMACSJ1341-QG-1星系在97億年前的樣子，那時(shí)的它還很年輕，它應(yīng)該還未耗盡其中的氣體才對(duì)。通過研究這個(gè)星系為何早已經(jīng)停止形成新的恒星，有助于提供關(guān)于星系演化過程的關(guān)鍵線索。
目前，這項(xiàng)研究已經(jīng)刊載于《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》（Astrophysical Journal Letters）上。
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