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当望远镜遇到引力透镜

Cain 发表于 2015-10-6 10:54:32 [ 上一主题] [下一主题]





当地球上威力最强大的人造望远镜阵,与宇宙中威力最强大的天然“望远镜”联手,天文学家会获得何等强大的观测能力?这并非科幻电影里天马行空的想象,而是科学世界里千真万确的事实。

天文学家利用位于智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵(ALMA),对一个遥远的星系SDP.81进行了观测。这个星系几乎位于可观测宇宙的边缘地带,距离地球足有117亿光年。正常情况下,这么遥远的一个星系已经超出了现有任何一台人造望远镜的分辨能力,即便能够观测到它的存在,也几乎无法看清其中的任何细节。

然而,SDP.81并不是一个普普通通的遥远星系。在它和地球之间,距离我们大约34亿光年的地方,还有另外一个大质量星系。根据爱因斯坦的广义相对论,中间这个星系的引力会弯折光线,从而起到天然透镜的效果。这就相当于在SDP.81和地球上的ALMA望远镜阵之间,又架上了一台威力超强的引力“望远镜”。其结果便是,来自SDP.81的星光被“透镜”星系放大,亮度增强了不少,可惜星系的图像也被严重扭曲,被拧成了一个几乎标准的爱因斯坦环。



借助ALMA射电望远镜阵超强的分辨能力,天文学家在毫米波/亚毫米波段观测到了这个环的清晰图像,分辨率要比哈勃空间望远镜在红外波段拍摄的影像还要高出6倍。再借助先进的引力透镜模型,天文学家得以将扭曲成环的影像重新“还原”成了SDP.81原本应有的模样。

还原后的影像,让天文学家看清了跨度仅有200-500光年的细致结构。他们认为,这些结构正是这个遥远星系中成团分布的尘埃云,代表了巨型的寒冷分子云,正是恒星和行星诞生的地方。这些尘埃云的大小,与天文学家在银河系及附近的其他星系中观测到的恒星形成区域类似。这是天文学家首次在100多亿光年以外的遥远星系中,看到这样的细节。

相关研究论文于6月9日发表在《日本天文学会会刊》(Publications of the Astronomical Society of Japan)上。(编辑:Steed)


编译来源
日本国立天文台官网,ALMA uses 'Natural Telescope' to Image Monstrous Galaxy near the Edge of the Universe

作者:艾麦乐
来源:果壳网

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