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詹姆斯·韦伯太空望远镜在爱因斯坦的帮助下打开了潘多拉星系团Abell 2744的惊人图像

据美国太空网(By Robert Lea):在希腊神话中,潘多拉的好奇心导致她打开了一个容器,释放了世界上现存的所有邪恶和苦难。

让我们希望詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)不要这样做,因为它利用爱因斯坦在1915年预测的一种现象,放大了一个叫做“潘多拉星球”的空间区域。新的JWST图像揭示了该区域以前隐藏的细节,以及三个已经很大的星系团合并产生了一个更大的“巨型星系团”。

潘多拉星团的这个区域的别名,正式名称为Abell 2744,来自于对其内部各种不同结构的观察。然而,哈勃太空望远镜之前只研究了这个空间区域的中央核心,这意味着当JWST将其强大的红外仪器转向该区域时,许多秘密仍未被发现。

詹姆斯·韦伯太空望远镜在爱因斯坦的帮助下打开了潘多拉星系团Abell 2744的惊人图像

被朦胧的辉光包围的明亮的白色光源是潘多拉星系团的星系,这是一个已经很大的星系团聚集在一起形成了一个巨大的星系团。(图片鸣谢:NASA、ESA、CSA、I. Labbe(斯温伯恩科技大学)、R. Bezanson(匹兹堡大学)、A. Pagan(STScI))

JWST团队使用强大望远镜的近红外相机(NIRCam)和近红外光谱仪(NIRSpec)仪器来观察潘多拉星团,作为再电离时代之前的超深NIRSpec和NIRCam观测计划的一部分。由此产生的深场图像拍摄了四张JWST“快照”并将它们拼接在一起。这创造了一个全景图像,具有惊人的50,000个红外光源。

这导致了潘多拉星团的深视场图像,位于大约35亿光年之外,实现了广度和深度的惊人平衡,这可能会彻底改变星系演化的研究。

图中突出的是一颗来自银河系的亮星前景星,其独特的衍射尖峰由JWST产生。在这周围是明亮的白光光源,被朦胧的辉光所包围;这些是潘多拉星团中更遥远的星系。

虽然人类创造的技术对观察这一星团至关重要,但天文学家也依赖于阿尔伯特·爱因斯坦在其1915年的著作中首次揭示的自然现象,即被称为广义相对论的引力理论。

爱因斯坦提供了打开潘多拉星团的钥匙

广义相对论预言,有质量的物体会对空间的结构产生影响,扭曲它。这类似于将物体放在拉伸的橡胶板上,并在橡胶板上产生凹痕。就像质量越来越大的球会在那张纸上产生更大、更极端的凹痕一样,巨大质量的宇宙物体会在空间结构中产生巨大的扭曲。这种弯曲可能如此极端,以至于当光通过它时,它的路径也是弯曲的。

詹姆斯·韦伯太空望远镜在爱因斯坦的帮助下打开了潘多拉星系团Abell 2744的惊人图像

扭曲时空中地球和太阳的3D插图。这显示了引力和广义相对论的概念。(图片鸣谢:vchal via Shutterstock)

这意味着,如果来自背景物体的光在传播到地球时经过前景中质量极大的物体,背景物体可能看起来在天空中的位置发生了变化。这种引力透镜效应还会产生其他后果。有时前景物体或“透镜物体”实际上可以帮助放大来自背景物体的光。

这种放大有助于已经强大的JWST看到来自遥远的早期星系的光线,如果没有透镜,这些光线可能太暗而无法观察到。透镜还会扭曲背景物体,使它们像宇宙太妃糖一样拉伸,因为它们的光在透镜物体周围以不同的传播时间走不同的路径。这种扭曲有助于天文学家确定哪些星系在前景中,哪些在背景中。

这方面的一个例子可以在包括潘多拉星团在内的天空碎片的新JWST图像中看到。在图像的右下方是数百个遥远的强透镜星系,看起来像弧形的光。这些星系以前从未被见过,甚至是哈勃望远镜。

这张图片是NIRCam拍摄潘多拉星团时拍摄的,曝光持续了4到6个小时,总共观察了30个小时。这些观测之后,将使用NIRSpec对该区域进行分析,这将提供星团内距离的详细测量结果以及其组成星系的详细信息。

这些将于今年夏天公布的新数据,将揭示星系如何在早期宇宙中聚集,以及它们如何进化形成我们今天看到的宇宙的全新见解。

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