54亿光年外“爱因斯坦环”揭星系演化之谜

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美国生活科学网站报道，近日一支国际天文学家小组发现了迄今为止最遥远的宇宙透镜——一个自身引力能够完全扭曲和偏离更遥远的恒星育儿所发出的光的星系。这个所谓的引力透镜是如此遥远以至于被扭曲的光需要94亿年的时间才能到达地球，它可以用于测量遥远星系的质量，这项研究这样表明。
这项发现其实是一次偶然的意外，研究首席作者、德国马克斯普朗克天文研究所的天文学家阿尔扬·凡·德·威尔（Arjen van der Wel）这样说道。。
“我观察到一个星系非常奇怪，” 凡·德·威尔说道。“它看起来像一个非常年轻的星系，但它的距离比我预想的遥远得多。它甚至不该出现在我们的观察项目里！”这种矛盾性暗示着光被一个更加遥远的天体偏离，而后者与这个星系精确的对齐。
引力会弯曲时间和空间，这意味着空间里更大质量的天体将有更强的引力。这些引力会弯曲光，扭曲天文学家利用地球上的望远镜所观测到的宇宙天体。正如阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）广义相对论所预测的，光经过遥远星系时会被后者的引力所影响。因此引力透镜可能是非常有用的工具。通过测量这些扭曲的光线，天文学家能够确定透镜星系的质量，或者导致光线扭曲的天体。
此外，引力还会自然的放大背景光源，使得天文学家能够观察到本来观察不到的遥远星系的细节。当引力透镜与遥远的光源（也即这个例子里的更年轻、遥远的星系）完美的对齐时，地球上的观察者将看到一个光圈。这就是所谓的“爱因斯坦环”，它代表了更遥远天体被投射和放大的图片。
通过对比哈勃太空望远镜拍摄的其它图片，并移除透镜星系周围恒星的薄雾，研究人员发现了一个近乎完美的爱因斯坦环，据凡·德·威尔透露称。天文学家能够测量扭曲的光线以直接计算透镜星系的质量。此外，这项发现还发掘了早期宇宙的新神秘之谜。
这项研究里的更遥远、放大的天体也就是所谓的恒星爆发矮星系。一般来说，这类星系非常年轻，只有1000万至4000万年历史，且非常高产，能够产生大量新的恒星。这种类型的引力透镜——也即较古老的天体弯曲更年轻更遥远的恒星爆发星系的光——被认为极其罕见。然而，这是天文学家利用引力透镜发现的第二个恒星爆发矮星系。这些结果表明，年轻的恒星爆发矮星系可能在早期宇宙里比之前预想的要更常见，这使得科学家不得不重新思考某些广泛接受的恒星进化模型。
“这是一项奇怪但有趣的发现，” 凡·德·威尔说道。“这完全是纯属偶然的发现，它结合了我正在研究的两个完全不相关的课题——巨大古老星系以及年轻的恒星爆发矮星系——它具有开启描述早期宇宙星系进化新篇章的潜力。”这项研究被发表在10月17日的期刊《天文物理期刊通讯》上。