詹姆斯·韋伯太空望遠鏡在愛因斯坦“引力透鏡”的幫助下“看到三倍”
作者:生活 来源:遊戲 浏览: 【大中小】 发布时间:2025-11-02 13:14:35 评论数:
（神秘的地球uux.cn）據美國太空網（By Robert Lea）：詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的一張令人驚歎的新圖像顯示，一個超新星所在的星係在不同的時間點出現不是一次，也不是兩次，而是三次。
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)拍攝的這張看似不受時間限製的圖像之所以成為可能，要歸功於前景星係團的巨大引力影響，以及阿爾伯特·愛因斯坦在一個世紀前預測的一種稱為“引力透鏡”的光線彎曲現象
在他的廣義相對論中，愛因斯坦預言質量扭曲了空間和時間的結構，或者說“時空”。這類似於將一個球放在拉伸的橡膠板上，球在橡膠板上造成凹痕。球的質量越大，引起的翹曲程度就越大。在時空的情況下也是如此，恒星比行星造成更大的“扭曲”，星係比恒星造成更大的空間扭曲。
當光從背景物體穿過質量物體時，這種扭曲會影響光的通過。在極端情況下，因為光在到達我們的途中可以從背景透鏡物體繞過透鏡物體采取不同的路徑，所以它可以導致背景物體被放大，甚至出現在天空中的多個點上。這意味著這種現象，“引力透鏡”已經成為天文學家研究非常遙遠的物體的有力工具。
仔細觀察詹姆斯·韋伯太空望遠鏡在不同時間拍攝的同一紅色星係的三個實例。(Image credit: ESA/Webb, NASA & CSA, P. Kelly)
在這張新的JWST影像中，透鏡物體是銀河星團RX J2129，位於寶瓶座，距離我們大約32億光年。RX J2129正在使一個背景紅色的超新星宿主星係複製它。
超新星爆發是由天文學家使用哈勃太空望遠鏡發現的，是一顆Ia型超新星，編號為2022riv。由於它們的光線非常均勻，天文學家通常將它們稱為“標準蠟燭”。這種一致性意味著Ia型超新星實際上可以用作測量宇宙距離的工具，因為在相同的距離上，它們看起來完全一樣。
作為一個引力透鏡，RX J2129已經創建了這個星係的三個圖像，它們的大小、位置甚至年齡都不相同，因為來自背景星係的光采取不同的路徑，從而到達JWST的時間也不同。
這張由詹姆斯·韋伯太空望遠鏡拍攝的未加注釋的圖像顯示了一個被許多較小的類似星係環繞的大型橢圓星係，包括星係團RX J2129和右上角的星係。(Image credit: ESA/Webb, NASA & CSA, P. Kelly)
沿著最長路徑的光顯示了背景星係最古老的時代，當時它的超新星仍在發生。第二長路徑的下一張圖片顯示了320天後的星係，第一張圖片顯示了1000天後最短路徑的最後一張圖片。在後麵的兩張圖片中，2022riv的超新星已經從視野中消失了。
在圖像的右上角還出現了幾個背景物體，由於引力透鏡的扭曲效應，它們看起來像是同心的光弧。
JWST使用其近紅外相機(NIRSpec)進行了觀測，該相機能夠測量AT 2022riv的亮度，這是一顆非常遙遠的早期超新星。強大的太空望遠鏡還對事件產生的光進行了光譜分析，這應該可以將這顆遙遠的超新星與本地宇宙中最近出現的Ia型超新星進行比較。
這種比較可以用來測試測量距離時使用這些超新星的準確性，從而驗證天文學最有用的工具之一的結果。
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)拍攝的這張看似不受時間限製的圖像之所以成為可能，要歸功於前景星係團的巨大引力影響，以及阿爾伯特·愛因斯坦在一個世紀前預測的一種稱為“引力透鏡”的光線彎曲現象
在他的廣義相對論中，愛因斯坦預言質量扭曲了空間和時間的結構，或者說“時空”。這類似於將一個球放在拉伸的橡膠板上，球在橡膠板上造成凹痕。球的質量越大，引起的翹曲程度就越大。在時空的情況下也是如此，恒星比行星造成更大的“扭曲”，星係比恒星造成更大的空間扭曲。
當光從背景物體穿過質量物體時，這種扭曲會影響光的通過。在極端情況下，因為光在到達我們的途中可以從背景透鏡物體繞過透鏡物體采取不同的路徑，所以它可以導致背景物體被放大，甚至出現在天空中的多個點上。這意味著這種現象，“引力透鏡”已經成為天文學家研究非常遙遠的物體的有力工具。
仔細觀察詹姆斯·韋伯太空望遠鏡在不同時間拍攝的同一紅色星係的三個實例。(Image credit: ESA/Webb, NASA & CSA, P. Kelly)
在這張新的JWST影像中，透鏡物體是銀河星團RX J2129，位於寶瓶座，距離我們大約32億光年。RX J2129正在使一個背景紅色的超新星宿主星係複製它。
超新星爆發是由天文學家使用哈勃太空望遠鏡發現的，是一顆Ia型超新星，編號為2022riv。由於它們的光線非常均勻，天文學家通常將它們稱為“標準蠟燭”。這種一致性意味著Ia型超新星實際上可以用作測量宇宙距離的工具，因為在相同的距離上，它們看起來完全一樣。
作為一個引力透鏡，RX J2129已經創建了這個星係的三個圖像，它們的大小、位置甚至年齡都不相同，因為來自背景星係的光采取不同的路徑，從而到達JWST的時間也不同。
這張由詹姆斯·韋伯太空望遠鏡拍攝的未加注釋的圖像顯示了一個被許多較小的類似星係環繞的大型橢圓星係，包括星係團RX J2129和右上角的星係。(Image credit: ESA/Webb, NASA & CSA, P. Kelly)
沿著最長路徑的光顯示了背景星係最古老的時代，當時它的超新星仍在發生。第二長路徑的下一張圖片顯示了320天後的星係，第一張圖片顯示了1000天後最短路徑的最後一張圖片。在後麵的兩張圖片中，2022riv的超新星已經從視野中消失了。
在圖像的右上角還出現了幾個背景物體，由於引力透鏡的扭曲效應，它們看起來像是同心的光弧。
JWST使用其近紅外相機(NIRSpec)進行了觀測，該相機能夠測量AT 2022riv的亮度，這是一顆非常遙遠的早期超新星。強大的太空望遠鏡還對事件產生的光進行了光譜分析，這應該可以將這顆遙遠的超新星與本地宇宙中最近出現的Ia型超新星進行比較。
這種比較可以用來測試測量距離時使用這些超新星的準確性，從而驗證天文學最有用的工具之一的結果。