用来观测更深宇宙的“天然望远镜” 周一 · 最新发现 |周二

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天文周历

在研究宇宙中一些最遥远，最古老的星系时，天文学家们面临着诸多挑战。几十亿光年之外的星系，通常因太过微弱而无法清晰地被观测到。幸运的是，天文学家们已经开始使用一种叫引力透镜的技术，利用一个大质量物体(比如一个星系群)的引力来增强这些较暗星系的光线。

利用这项技术，一个国际天文学家团队最近发现了一个曾经几近被忽视的遥远而静谧的星系。由夏威夷大学的马诺亚大学的研究人员领导的研究小组利用哈勃太空望远镜进行了迄今为止最为极限的引力透镜实验，从而观测到了这个叫做 eMACSJ1341-QG-1的微弱星系。

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这幅图向我们展示了引力透镜的工作原理。一个巨大星系团的引力场强烈到可以使照亮它的遥远星系的光弯曲。这个比例被严重夸大了;在实际中，星系会离得更远，也要小得多

来源：NASA, ESA, L. Calcada

最近发表在天体物理学杂志上的一篇题为“三十倍的:在z=1.6的宁静星系的极端引力透镜效应”的研究报告中提到了这个发现。这支研究团队由来自夏威夷大学的天文学家哈拉尔德·艾伯林领导，团队包括来自波尔研究所，中央国家科学研究中心，空间望远镜科学研究所，以及欧洲南方天文台的成员。

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哈勃太空望远镜观测到的宁静星系eMACSJ1341-QG-1。黄色虚线表示星系的引力透镜的边界。左上角的插图显示了在我们没有引力透镜的情况下，直接观察它所能看到的形貌。

来源： Harald Ebeling/UH IfA

研究小组依靠一个叫做eMACSJ1341.9-2441的大规模星系集团来放大来自eMACSJ1341-QG-1（一个遥远而暗淡的星系）的光线，从而完成对后者的研究。从天文学的角度来看，这个星系就是一个“宁静星系”的例子，它们基本上是古老的星系，几近耗尽了尘埃和气体，因此不再形成新的恒星。

该小组首先利用哈勃望远镜拍摄到微弱星系的图像，然后使用欧南台的X光谱仪进行后续光谱观测，这是位于智利帕拉纳天文台的甚大望远镜的一部分。根据他们的估计，该团队确定他们能够将背景星系放大30倍，并将剩余的图像放大6倍。

这使得eMACSJ1341-QG-1是迄今为止发现的放大程度最大的宁静星系，并且其远远超过以前的放大程度！里昂大学的一名助理天文学家约翰·理查德做了这一计算，并在夏威夷大学的新闻发布会上指出:

“这个高倍放大率的图像为我们提供了一个难得的机会来研究这个遥远星系的恒星整体，并最终重建它的形状和特性。”

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一个螺旋星系闪烁着恒星形成时的蓝色光线(左)；一个椭圆星系沐浴在古老恒星的红光中(右)

来源： Sloan Digital Sky Survey, CC BY-NC.

尽管之前也有过一些很大的放大程度，但这一发现在研究放大罕见的宁静背景星系中创造了新的记录。这些较老的星系很难探测到，因为它们的亮度较低;但是对它们的研究可以揭示一些关于宇宙中星系的形成和演化的非常有趣的事情。

正如这位天文学研究所的天文学家，也是这项研究的主要作者，艾伯林所说:

“我们致力于寻找极其庞大的星团——它们就像天然的望远镜一样——我们已经发现了许多令人激动的引力透镜。而且，这一发现引人注目，因为eMACSJ1341所提供的巨大放大率使我们能够详细研究这种非常罕见的星系。”

宁静的星系在现在的宇宙中很常见，它代表了星系演化的终点。因此，这个发现可以为研究这些古老的星系提供一些独特的机会，并确定恒星形成的原因。正如迈克尔·斯托克曼，这名来自哥本哈根大学的团队成员，同时也是星系进化的专家，解释说:

“在我们观察更遥远的星系的同时，我们也在回望过去，所以我们看到的是那些还没有耗尽自己气体的更年轻的星系。”理解为什么这个星系已经停止形成恒星可能会给我们提供有关星系发展过程的关键线索。”

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超大质量黑洞周围的吸积盘的艺术加工图，这个黑洞为一个活跃的星系提供动力