超大质量星系团扭曲光线,哈伯望远镜从中拍下优雅爱因斯坦环

作者 | 发布日期 2018 年 04 月 13 日 17:30 | 分类 天文 , 尖端科技 , 自然科学
This image is packed full of galaxies! A keen eye can spot exquisite ellipticals and spectacular spirals, seen at various orientations: edge-on with the plane of the galaxy visible, face-on to show off magnificent spiral arms, and everything in between. The vast majority of these specks are galaxies, but to spot a foreground star from our own galaxy, you can look for a point of light with tell-tale diffraction spikes. The most alluring subject sits at the centre of the frame. With the charming name of SDSSJ0146-0929, the glowing central bulge is a galaxy cluster — a monstrous collection of hundreds of galaxies all shackled together in the unyielding grip of gravity. The mass of this galaxy cluster is large enough to severely distort the spacetime around it, creating the odd, looping curves that almost encircle the cluster. These graceful arcs are examples of a cosmic phenomenon known as an Einstein ring. The ring is created as the light from a distant objects, like galaxies, pass by an extremely large mass, like this galaxy cluster. In this image, the light from a background galaxy is diverted and distorted around the massive intervening cluster and forced to travel along many different light paths towards Earth, making it seem as though the galaxy is in several places at once.

【Technews科技新报】当哈勃太空望远镜看着一个由数百星系构成的超大质量星系团时,其重力场扭曲了来自远方的光线,将之转换成拥有优雅曲线的爱因斯坦环(Einstein ring)。



「爱因斯坦环」是广义相对论中预测的一种美丽天文现象,想当年,爱因斯坦还不抱期许人类有天可以观察到它,因为我们没有足以胜任的技术。显然,现代技术已超越爱因斯坦想像,如今我们拥有数百种重力透镜,当「光源」、「重力场」和「观察者」三者同时精准直线对齐时,天文学家就可利用重力透镜效应观察极为遥远的宇宙,比如 2015 年时,天文学家利用爱因斯坦环观测宇宙大爆炸后仅 24 亿年的星系,以了解早期宇宙中星系如何聚结在一起。

最近,美国太空总署(NASA)哈勃望远镜又拍下一组被遥远星系团扭曲了远方光线的美丽爱因斯坦环。在照片中,这些数以百计的星系看起来微小、静止而无害,但事实上,这些星系聚集在一起形成总质量大到可怕的星系团「SDSS J0146-0929」,能导致空间与时间结构扭曲。该星系团成员种类繁多,有螺旋星系也有椭圆星系,所有人都不可避免的进行着重力拔河,牵引彼此。

我们之前已经看过不少壮观的爱因斯坦环,比如阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array,缩写 ALMA)于 2015 年捕捉到的「索伦之眼」。

(Source:ALMA

哈勃太空望远镜也捕捉到不少爱因斯坦环,比如 2013 年时曾拍下极为罕见的「双重爱因斯坦环」、2015 年拍到爱因斯坦环组成的「宇宙笑脸」,相对来讲,这次拍到的爱因斯坦环应该算优雅公子吧。

▲ 双重爱因斯坦环。(Source:NASA

▲ 爱因斯坦环笑脸。(Source:NASA

注:爱因斯坦环(Einstein ring)是指一种光源发出的光线受重力透镜效应影响,而使观测光源形状改变的现象。

(首图来源:NASA

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