重力將遙遠星系的光彎曲成環形了

重力將遙遠星系的光彎曲成環形了

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玩過哈哈鏡嗎?好玩嗎?鏡面的不同扭曲,讓成像效果也有高矮胖瘦的不同,或者你拿不鏽鋼湯匙來照照看,你的臉會變形喔。

鏡子表面只要有彎曲,就會造成影像變形。強烈彎曲的透鏡也有一樣的效果。你可能看過廣角鏡頭或者魚眼鏡頭拍的照片,照片上的直線都變成弧線,所有東西都有點兒變形。

去年,ALMA天文學家取得了一張奇怪的照片,它是個極遙遠的星系,並且有著極強烈的扭曲變形。這並不是天文學家用了曲面鏡或搞笑鏡頭去拍它而取得的,而是這個遙遠星系的光,是通過了「宇宙裡的透鏡」被觀測到的。

這個星系大約有120億光年遠。位在它和我們地球中間的宇宙透鏡的位置則距離我們大約只有40億光年。遙遠星系的形狀受到中間這個透鏡星系的重力的影響,所以就造成變形,天文學家幫這種現象命名為重力透鏡效應,理由不用多說吧?

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在這個 SDP.81 星系案例中,種重力透鏡效應非常強。強到遙遠星系的光線整個彎曲變成環狀。ALMA的觀測,看到了這個環裡面豐富的細節。這是ALMA在「長基線模式」下的高水準演出,基線距離拉遠到15公里。這種組態下,ALMA的視線非常地銳利。

觀賞這張ALMA拍到的SDP.81星系的影像時,很有趣而且應該要釐清的一件事情是,星系本身當然不是環狀的。因此,天文學家現在要嘗試的是,如果把重力透鏡的扭曲效應移除掉,究竟星系看起來像什麼樣子呢?

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你是否以為天文學家應該討厭重力透鏡這種東西吧,因為它們會搞得別人變形?但事實上,這是一份禮物:因為有重力透鏡,星系看起來才更亮,還可幫助我們了解更多細節。


什麼新發現?
這遙遠的SDP.81星系是歐洲赫歇爾太空觀測站幾年前所發現的。它另外一個名字是HATLAS 090311.6 + 003906,一連串數字編號代表的是它在天空中的位置,是在長蛇座。SDP.81星系含有大量的冷塵埃;ALMA善於偵測這些冷塵埃的毫米和次毫米輻射;因為很遙遠,它的光總共花了 120 億年才抵達地球。所以其實我們看到的是這個星系120 億年前的樣子,當時宇宙還處於嬰兒時期。
誰發現的?
這次用ALMA來觀測SDP.81星系的計畫,是由一組國際科學家團隊共同完成的,計畫主持人是Catherine Vlahakis,一位ALMA副計畫科學家。研究結果發表在「天文物理期刊快訊」上。