2012.2.2：天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)借助哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝了一個(gè)引力透鏡的顯著案例——RCS2 032727-132623星系團(tuán)，它形成的透鏡弧幾乎有90°長(zhǎng)。假如沒有引力透鏡的幫助，哈勃肯定無法獲得近100億光年遠(yuǎn)的背景星系如此諸多的細(xì)節(jié)。 

此引力透鏡原圖：

哈勃拍攝的引力透鏡?。?/p>

    感謝太空中的天然“透鏡”相助，美國(guó)宇航局（NASA）的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡獲得了獨(dú)特的近距離觀測(cè)最明亮的“放大”星系的機(jī)會(huì)。

    本觀測(cè)提供了研究當(dāng)宇宙只有其1/3年齡時(shí)，星系是如何旺盛地形成恒星的極難得機(jī)會(huì)。

    根據(jù)廣義相對(duì)論，大質(zhì)量的天體能夠彎曲周圍的時(shí)空，質(zhì)量越大，效應(yīng)越明顯。比如太陽、黑洞或者整個(gè)星系團(tuán)。非常遙遠(yuǎn)的背景星系的光經(jīng)過該區(qū)域，就會(huì)被彎曲，像經(jīng)過巨型透鏡一樣，形成放大、扭曲、變亮的像。這就是引力透鏡。假如沒有引力透鏡的幫助，哈勃肯定無法獲得近100億光年遠(yuǎn)的背景星系（紅移z=1.701）如此多的細(xì)節(jié)。

    由馬里蘭州格林貝爾市美國(guó)宇航局戈達(dá)德太空飛行中心的Jane Rigby（女）領(lǐng)導(dǎo)的天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)，借助哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝了一個(gè)引力透鏡的顯著案例——RCS2 032727-132623星系團(tuán)（z=0.564），它形成的透鏡弧幾乎有90°長(zhǎng)。

    研究報(bào)告已經(jīng)被《天體物理學(xué)》期刊接受，首席作者為芝加哥大學(xué)Kavli宇宙物理研究所的克倫·莎倫（Keren Sharon，女）。Michael Gladders教授和研究生Eva Wuyts（女）也是報(bào)告的關(guān)鍵作者。圖為：PDF中的引力透鏡弧分析圖1

    引力透鏡幫助我們了解100億年前的星系是如何演化到我們現(xiàn)在這樣的。鄰近星系大部分已經(jīng)成熟，處于恒星形成階段的末端；而遙遠(yuǎn)星系告訴我們宇宙初期的歷史，這些宇宙早期的光現(xiàn)在終于抵達(dá)地球。但是，非常遙遠(yuǎn)的星系不但很暗，還成像極?。欢煳膶W(xué)家卻企圖深入這些星系，了解恒星形成的細(xì)節(jié)。這些細(xì)節(jié)已經(jīng)小于哈勃的圖像分辨率，所以如果沒有引力透鏡的放大效應(yīng)，就無法觀測(cè)到。

    2006年，天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)使用智利的甚大望遠(yuǎn)鏡（VLT）測(cè)量了這些遙遠(yuǎn)的光弧，數(shù)據(jù)分析表明引力透鏡使星系至少變亮3倍。2011年，他們又使用哈勃的第三代廣域相機(jī)（WFC3）觀測(cè)和分析這些光弧。 

PDF中的引力透鏡弧分析圖2，紅色是空間的質(zhì)量密度分布曲線

    前方的引力透鏡星系團(tuán)使后方星系形成多個(gè)扭曲的像，團(tuán)隊(duì)面臨的挑戰(zhàn)是如何恢復(fù)沒被扭曲的原星系像。

    哈勃的高分辨率使天文學(xué)家能夠移除扭曲效應(yīng)，重建星系的原始圖像。重建后的恒星誕生區(qū)就像閃亮的圣誕樹，遠(yuǎn)遠(yuǎn)亮于銀河系中的任何恒星形成區(qū)（比如M42、M8）。 遙遠(yuǎn)星系復(fù)原效果圖

    通過光譜分析（把星光展開為單色譜線），團(tuán)隊(duì)希望徹底分析那些恒星誕生區(qū)，以了解何以能形成如此多的恒星。

    引力透鏡是指引力場(chǎng)源對(duì)位于其后的天體發(fā)出的電磁輻射所產(chǎn)生的會(huì)聚或多重成像效應(yīng)。因類似凸透鏡的匯聚效應(yīng)，因而得名。（這個(gè)定義我有點(diǎn)不能理解，但是大致意思就是引力透鏡星系能夠放大其后面距離地球更遠(yuǎn)的星系，使得人類的大型天文望遠(yuǎn)鏡能夠詳細(xì)地觀測(cè)到它們。）