宇宙天然“透镜”揭示遥远古老星系
大约距离我们50亿光年的一个编号为“RCS2 032727-132623”的星系团是一个宇宙天然“透镜”，揭示100亿光年远、100亿岁的遥远古老星系的真面目
多亏了宇宙空间中一个天然的“变焦镜头”的存在，美国芝加哥大学的科学家与美国宇航局的哈勃太空望远镜研究团队合作，他们近日捕获了遥远、明亮的星系“拉近、放大”的特写镜头。此项研究成果的报告已经刊登在最新一期的《天体物理学》期刊上。
这便是引人注目的“引力透镜”效应，利用一个天然的前景星系所产生的引力场，使得来自于其后方、遥远的星系光线发生了弯曲并放大，这样我们就可以看到遥远星系的图像。这种光学原理源于爱因斯坦的广义相对论，它描述了引力如何扭曲空间和时间，包括弯曲光的路径。在这种情况下，大约距离我们50亿光年的一个编号为“RCS2 032727-132623”的星系团的引力使处于100亿光年外的背景星系的光线发生扭曲，其图像比正常情况下大了20倍，亮度增加了三倍多。这种“引力透镜”创造了一个巨大的弧形光线，仿佛遥远的星系已经被反映在一面镜子里。芝加哥大学研究团队重建了这个遥远星系的本来面目，使用计算工具扭转了引力透镜效应。美国芝加哥大学的天文学和天体物理学助理教授迈克尔•格莱德斯（Michael Gladders）说：“这里所发生的现象是广义相对论的表现。我们不是看到遥远天体的正常、模糊的图像，而是看到高度扭曲、高度放大的图像，在这种情况下，引力质量的干预造成多源图像。”
宇宙天然透镜为芝加哥大学的天文学家提供了不寻常的机会，看到100亿岁的古老星系的真面目。重建星系图像显示恒星形成区域像明亮的光点一样发光。它们比银河系中任何恒星形成区域都要亮。天文学家在2006年利用智利的甚大望远镜测量了被扭曲的弧形星系的距离，同时也计算出这些星系的亮度是先前发现的三倍。到了2011年，一个由美国宇航局戈达德空间飞行中心天文学家简•里格比(Jane Rigby)所领导的研究小组使用哈勃望远镜广域行星相机（Wide Field Camera）进一步观测并分析了这些远古星系。
格莱德斯说：“使用这种引力透镜作为望远镜提供了两个主要的科研机会。首先，这让我们可以更好地研究遥远星系的细节。第二，它提供了一个机会研究由暗物质主导的透镜形式天体。这的确是一个研究暗物质性质的方法。暗物质占宇宙中所有物质的近90%，但它仍然是现代科学的最大谜团之一。”
芝加哥大学Kavli宇宙物理研究所的博士后学者克伦•莎伦（Keren Sharon）领导的研究小组详细地重建了被透镜放大的星系。莎伦精心创造了一个引力透镜计算机重建图，然后用逆向工程复原扭曲的图像，以确定遥远星系的实际外观。她说：“这需要一点艺术，但包含很多的物理科学，这是它的美丽之处，这是一个有趣的难题。”
宇宙空间中的“引力透镜”效应是一个天然的放大镜，可将其后方的图像扭曲放大，而要成为这个天然的放大镜，必须要有一个较强的引力场，比如太阳、黑洞或者是一个超大的星系团，根据引力强度的不同，所扭曲放大的图像也参差不齐。遥远深空中的星系不仅昏暗也很渺小，天文学家若想了解恒星在这些星系中的形成过程就必须借助天然的“宇宙放大镜”，因为它们已经超出了哈勃望远镜的观测能力，现在我们获得了远古宇宙星系的可见光图像，有助于科学家更好地研究这些星系的细节。
现在“RCS2 032727-132623”是迄今发现的最亮的“放大镜星系”，通过光谱，光形成它的原色。该团队计划分析100亿光年远、100亿岁的遥远古老星系的恒星形成区域，以更好地理解为什么在那个时期的宇宙中可以集中形成如此多的恒星。该团队还获得了麦哲伦望远镜的数据，以帮助他们确定这个100亿光年远的星系为何看起来如此不规则。本项观测为研究宇宙深处的奥秘提供了一个独特的机会，莎伦说：“我们不知道是否能观测到在相同距离的其它星系。”
搜狐科学（尚力）
