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哈勃望远镜也开挂,借用宇宙“放大镜”看清遥远星系

艾麦乐 发表于  2017-07-07 14:59

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

编译来源

哈勃望远镜官网,Hubble Pushed Beyond Limits to Spot Clumps of New Stars in Distant Galaxy

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全部评论(10)
  • 1楼
    2017-07-07 17:06 天降龙虾

    哈勃要退休了??????

    [0] 评论
  • 2楼
    2017-07-07 17:14 光-0430

    好巧,昨天在纪录片看到韦布望远镜

    [1] 评论
  • 3楼
    2017-07-07 17:43 5美金

    能看到大爆炸的瞬间吗

    [1] 评论
  • 4楼
    2017-07-08 10:49 operabug
    引用@5美金 的话:能看到大爆炸的瞬间吗

    看不到,因为当时并没有可见光,估计中微子探测器啥的可以

    [1] 评论
  • 5楼
    2017-07-09 18:38 刘公子是小布尔乔亚
    引用@operabug 的话: 看不到,因为当时并没有可见光,估计中微子探测器啥的可以

    当时只有伽马射线?

    [0] 评论
  • 6楼
    2017-07-09 22:09 夜莺6077

    在哪里可以看到哈勃望远镜拍摄的原始照片?

    [0] 评论
  • 7楼
    2017-07-10 09:52 遗失名字的行者

    前景星系是中间那个最大的星系?

    [0] 评论
  • 8楼
    2017-07-10 11:49 Steed 专业级业余天文爱好者
    引用@夜莺6077 的话:在哪里可以看到哈勃望远镜拍摄的原始照片?

    你可以研究一下这里:http://hla.stsci.edu/

    [0] 评论
  • 9楼
    2017-07-17 20:34 瓶子里的恶魔01
    引用@operabug 的话:看不到,因为当时并没有可见光,估计中微子探测器啥的可以

    能问你一个小白问题吗?距离我们一光年以外的星系如果现在发生点小行星碰撞的动静,我们用天文望远镜能在最近发现还是要等一年之后光传到地球才能发现?

    [0] 评论
  • 10楼
    2017-07-25 10:29 operabug
    引用@瓶子里的恶魔01 的话:能问你一个小白问题吗?距离我们一光年以外的星系如果现在发生点小行星碰撞的动静,我们用天文望远镜能在最近发现还是要等一年之后光传到地球才能发现?

    距离1光年没有星系,太阳系直径就超过1光年,最近的比邻星系也在4光年外

    小行星碰撞力度太小了,1光年之外啥都看不到

    如果1光年外发生超新星爆炸等非常明显的重大事件(不考虑人是否可以活下来),人类需要1年之后才能看到,而且,爆炸的高能粒子啥的,那个时候也才会到达地球,影响地球

    太阳离地球8分多钟,如果太阳突然消失,地球在8分钟之后才看到太阳消失,同时太阳对地球的引力也会持续到那个时候消失


    [1] 评论

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