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爱因斯坦环 浩瀚的宇宙空间中布满了星系，但对于那些距离我们特别遥远的星系，即便使用最大的天文望远镜，也会因为光线太弱而很难被观测到。不过，爱因斯坦在100多年前预言的一种现象能够被用来观测这些遥远的星系，这就是引力透镜效应，这种现象已经被天文学家反复观测到。 爱因斯坦的广义相对论表明，有质量的物体会使周围时空发生弯曲，任何物质都会沿着弯曲的时空运动，就连光也不例外。爱因斯坦通过计算发现，光线经过太阳边缘的弯曲时空时将会发生偏转，这个偏转角度是牛顿引力理论预言的两倍。这个现象在1919年的日全食中首次得到证实，后来天文学家在宇宙遥远的地方观测到更为显著的引力透镜效应。不久前，天文学家利用这种现象，首次在银河系外发现了行星。 星光偏转 现在，由夏威夷大学的天文学家Harald Ebeling博士领导的国际天文学家团队，通过引力透镜效应发现了最极端的放大倍数。利用哈勃太空望远镜收集到的一个巨大星系团的观测数据，这个团队发现了一个十分遥远的暗淡星系——eMACSJ1341-QG-1，这要归功于被称为eMACSJ1341.9-2442的巨大星系团所造成的时空扭曲，使得背景星系的光被放大了30倍，这是已知最强的引力透镜效应。 观测数据显示，eMACSJ1341-QG-1星系的红移值为1.594，这意味着这个星系发出的光用了97亿年的时间才到达地球，随着宇宙空间的膨胀，现在已经距离地球150亿光年。eMACSJ1341.9-2442星系团的红移值为0.835，这意味着这个星系团发出的光用了72亿年的时间才到达地球，而它现在距离地球95亿光年。 在宇宙中，距离较近的星系会通过引力作用形成星系团，例如，银河系与其他1300多个星系组成了半径约为720万光年的本星系团。由于星系团拥有巨大的质量，所以它们是一种强大的引力透镜。巨大的星系团能够大幅扭曲周围时空，它们就像宇宙中的天然望远镜一样，可以放大位于它们后方的星系，从而让我们在地球上得以观测到那些遥远暗淡的星系，否则即使是最强大的人造望远镜也无法做到。 eMACSJ1341-QG-1星系 天文学家表示，这幅图像的高放大倍率提供了一个难得的机会来研究遥远的星系。虽然宇宙中有很多暗弱的星系，但宇宙却又有办法让我们观测到。尽管之前也曾观测到类似的极端情况，但此次发现的是一个罕见的宁静星系，这种星系不同于我们的银河系，它们并没有在巨大的冷气体云中形成新的恒星。 宁静星系是星系的演化终点，我们的银河系终有一天也会迎来这样的结局。在eMACSJ1341-QG-1星系中，恒星大部分已经老去，并且也没有新的恒星形成，这种反常的现象出乎天文学家的预料。这是因为遥远星系发出的光需要漫长的时间才能到达地球，这意味着当我们观测到遥远星系的时候，我们也在回溯时间。因此，我们现在看到的是eMACSJ1341-QG-1星系在97亿年前的样子，那时的它还很年轻，它应该还未耗尽其中的气体才对。通过研究这个星系为何早已经停止形成新的恒星，有助于提供关于星系演化过程的关键线索。 目前，这项研究已经刊载于《天体物理学杂志快报》（Astrophysical Journal Letters）上。 |
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