川陀太空(Everett)當研究宇宙中一些最遙遠或最古老的星系時,天文學家們面對諸多挑戰。這不僅因為它們經常距離我們幾十億光年,更因它們發出的光到達地球后,在地球上看起來很暗,難以清晰探測。幸運的是,天文學家使用一名為引力透鏡的技術來克服挑戰——通過巨大物體(比如一個星系簇)的引力場增強暗淡的星系光芒,使其可以變得更亮。所謂的引力透鏡,就是利用愛因斯坦的相對論,質量足夠大的星系簇可扭曲周圍時空,變成一個巨大的透鏡,將背景天體進行放大。
使用這個技術,一個天文學家國際團隊近期發現一個遙遠又安靜的星系。如果不用引力透鏡技術,我們可能永遠無法發現它。由夏威夷大學研究人員領導,團隊使用哈勃望遠鏡,尋找目前為止最強力的引力透鏡,并觀察到了名為eMACSJ1341-QG-1的暗淡星系。
為了這個研究,團隊利用名為eMACSJ1341.9-2441的大質量星系簇來增強來自星系eMACSJ1341-QG-1的光。這是一個遙遠暗淡的星系。用天文術語來說,它是一個“寧靜星系”的典型例子——年齡較大,已幾乎耗盡了供給的塵埃和氣體,使其不能生成新恒星。該星系簇距離我們十多億光年,這個橫跨數十萬光年的龐然大物將周圍的時空全部扭曲,我們利用這個透鏡才能看到更遠的天體。
剛開始時,團隊用哈勃望遠鏡拍攝了這個暗淡星系的照片,并通過ESO/X-Shooter光譜儀進行光譜觀測,這個光譜儀屬于智利甚大望遠鏡(VLT)的一部分。基于他們的估計,團隊認為他們可以從初始照片中以參數30來放大背景星系,放大了另外兩張照片。這也使得eMACSJ1341-QG-1成為目前為止受到放大效應最強的寧靜星系,與其他此類星系的放大倍數拉開了一定距離。完成了透鏡計算的Lyon大學助理天文學家Johan Richard和本研究的共同作者在夏威夷大學證實,經過高度放大的照片為我們提供了能研究遙遠星族的為數不多的機會,并且可以最終重塑得到其矯正后的形狀和屬性。
雖然極端放大技術已有先例,但這個發現破了對于稀有寧靜背景星系的最大放大倍數記錄。這些古老的星系由于光度低極難探測,對于它們的研究可以揭露關于宇宙中星系形成和演化的相關有趣信息。來自UH天文協會的天文學家,也是研究的第一作者Ebeling透露,作為專業人士,我們能找到極端大質量星系簇,它們可以成為天然望遠鏡。并且我們已經發現了關于引力透鏡的許多令人興奮的例子。這項發現突出的地方在于,通過eMACSJ1341提供的巨大放大效應,我們可以研究一些特殊類型星系的細節。
在廣闊的宇宙中存在大量寧靜星系,它的出現代表星系演化已經臨近尾聲。所以這個破紀錄的發現可以為研究這些古老星系提供獨一無二的技術手段,使我們知道在這個階段恒星生成已經停止的原因。
來自Copenhagen大學的團隊成員,星系演化專家Mikkel Stockmann等人認為,當我們注視更遙遠的星系時,我們也是在面對過去。
我們正看到更年輕的星系,它們應該不會用盡提供給它們的氣體。理解在其中恒星形成為何已經停止可以給我們有關于影響恒星演化的過程的重要線索。
最近的研究同樣指出,這暗示了超大質量黑洞SMBH的出現是一個星系成為寧靜星系的原因。作為有力的“吸收器”,這些黑洞吸干了位于星系中心的塵埃和氣體,潛在的恒星發現它們吃不到東西(塵埃和氣體)于是便開始餓肚子,最終自身引力場不平衡導致它們崩潰了。
與此同時,智利的Paranal天文臺以及夏威夷的Maunakea天文臺正對eMACSJ1341-QG1進行進一步觀測。觀測的結果將告訴我們銀河系在將來某一天會成為什么樣子,當最后的塵埃和氣體已經耗盡,所有的恒星都成為紅巨星和壽命長久的紅矮星的時候。[一點資訊獨家,出品:川陀太空]