1071
需用时 02:08
哈勃望远镜也开挂,借用宇宙“放大镜”看清遥远星系

特殊的算法帮天文学家还原了被引力透镜扭曲的图像,让哈勃望远镜拍到了110亿光年外一个星系中的恒星形成区域。图片来源:NASA, ESA, and T. Johnson (University of Michigan)

就算是NASA的哈勃空间望远镜,位于大气层外的太空之中,具备超级敏锐的可见光和近红外视力,也仍然有力不从心的时候。比如,宇宙深处离我们实在太过遥远的星系,连哈勃也只能隐约看到模糊的光斑,分辨不出太多有用的细节。不过这类星系中也有少数特例,宇宙给我们准备一种天然的“放大镜”,哈勃望远镜可以借助它们榨出那些星系更多的细节。

这种“放大镜”并不是真正的玻璃镜片,而是恰好位于那个遥远星系和我们地球之间巨大引力源,通常是另一个星系或者星系团。遥远星系发出的星光,在路过中间星系或者星系团的时候,原本沿直线传播的光线会被后者的引力掰弯,从而产生类似放大镜的效果。不过通常来说,被引力透镜放大的影像都被扭曲成了奇怪的弧线,无法分辨出遥远星系原来的模样。

不过,借助一套全新的计算机分析方法,天文学家已经还原了一个星系被引力透镜扭曲的影像,获得了清晰度比哈勃望远镜自身分辨能力还要高出10倍的超清照片。结果显示,这个侧对着我们的盘星系布满了由新生恒星构成的明亮光斑。

NASA戈达德航天中心的天文学家珍‧里格比(Jane Rigby)说,“第一眼看到这张重构出来的照片时,我们惊呼道,‘哇,这看起来像是到处都在燃放礼花!’”

这个星系距离我们约110亿光年,我们看到的实际上是它在宇宙大爆炸后仅27亿年时的模样。这个星系和地球之间有一个巨大的星系团,星系团的引力扭曲了遥远星系发出的光,把它拧成了一道光弧,还顺便放大了将近30倍。研究团队开发了特殊的计算机代码,消除了引力透镜产生的图像扭曲,还原了这个盘星系原本的样貌。

重构的图像显示出20多个亮斑,它们都由新生的恒星构成,每个亮斑宽约200-300光年。然而,一些理论预言,在遥远的早期宇宙中,恒星形成区域要大得多,直径应该在3000光年左右。显然,新的观测结果与那些理论的预言之间出现了矛盾。

美国密歇根大学的博士研究生特蕾西‧约翰逊(Traci Johnson)说,“我们看到的恒星形成团块,尺寸远远小于理论预期。”

约翰逊补充说,如果没有引力透镜提供的放大作用,在哈勃望远镜看来,这个盘星系应该是一个毫无特征的模糊光斑。这样的话,对于星系中恒星在哪里形成的问题,天文学家可能就会产生完全不同的理解。

虽然通过这种开挂的方式,哈勃望远镜也能够观测到遥远星系中的新生恒星,但想要真正了解早期宇宙中恒星如何形成这个问题,还是要借助更大、更先进的韦布空间望远镜。预期将于2018年发射升空的韦布望远镜,将有能力观测到形成于宇宙更早期的更红、更古老的恒星。它还有能力看透星系中任何有可能遮挡视线的尘埃。

里格比说,“有了韦布望远镜,我们将有能力揭露这个星系过去发生过什么,揭露由于尘埃的遮挡我们在哈勃望远镜的照片里漏掉了什么。”

描述这些发现的论文,7月6日发表在《天体物理期刊通讯》(The Astrophysical Journal Letters)上,另外两篇相关论文则发表在《天体物理期刊》(The Astrophysical Journal)上。(编辑:Steed

The End

发布于2017-07-07, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

我的评论

艾麦乐

果壳作者

pic