星系團(tuán)中的幽靈光被韋伯望遠(yuǎn)鏡揭秘

這里的一團(tuán)黑影就是星系團(tuán)中的幽靈光。照片中的星系團(tuán)叫作SMACS-J0723.3-7327，距我們40億光年遠(yuǎn)，被韋伯望遠(yuǎn)鏡利用紅外攝像機(jī)（NIRCAM）拍攝到。另外，一支來自加那利天體物理研究所的團(tuán)隊(duì)對圖片數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理以讓我們能夠更清楚地看到一些暗淡的光。照片由美國航天局/歐洲航天局/加拿大航天局/空間望遠(yuǎn)鏡研究所提供

星系團(tuán)中的幽靈光

在星系團(tuán)中，有一部分恒星游離在星系之間的空間里，因?yàn)樗鼈儽徊煌窍诞a(chǎn)生的潮汐力吸引了。而這些恒星發(fā)出的光叫做星系團(tuán)內(nèi)光，它們非常地暗淡，只有在地球上能看到最黑的天空的亮度的1%不到。

在太空中仰望太空

這些光極致的暗淡造就了太空望遠(yuǎn)鏡的又一用武之地。凌駕于地球大氣層的干擾光線之上，諸如詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡——它在今年不久前被發(fā)射到了2號拉格朗日點(diǎn)，現(xiàn)在才剛開始它的任務(wù)——之類的望遠(yuǎn)鏡讓天文學(xué)家們首次能夠?qū)W習(xí)這些幽靈光。他們認(rèn)為，相比于此前的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，韋伯望遠(yuǎn)鏡可以利用紅外光觀察宇宙的功能收集來自距星系團(tuán)中心更遠(yuǎn)的地方的信息。

天文學(xué)家米瑞亞·蒙蒂斯和伊格納西奧·特魯希略都是加那利天體物理研究搜的成員，他們已經(jīng)可以在空前的細(xì)微程度上對某個(gè)星系團(tuán)的團(tuán)內(nèi)光進(jìn)行探索。這個(gè)星系團(tuán)——被命名為SMACS-J0723.3-7327——距我們40億光年遠(yuǎn)，它可以在南半球從飛魚座方向被觀測到。

兩位天文學(xué)家提及了韋伯望遠(yuǎn)鏡拍攝的星系團(tuán)中心照片比之前哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的照片要縱深一倍：“在這項(xiàng)研究中我們展示了韋伯望遠(yuǎn)鏡在觀測非常暗淡的星際物質(zhì)方面的巨大潛力。這將為科學(xué)家更細(xì)致地研究更遠(yuǎn)的星系團(tuán)帶來可行性?！彼麄儽硎咀约旱墓ぷ鳛樾窍祱F(tuán)信息處理和暗物質(zhì)性質(zhì)提供了新的啟發(fā)?！短煳奈锢砥诳?，一個(gè)在天文界中被廣泛閱讀的期刊，公布了這一項(xiàng)研究。

新的發(fā)現(xiàn)

即使有了韋伯望遠(yuǎn)鏡的幫助，研究遙遠(yuǎn)星系團(tuán)的微弱團(tuán)內(nèi)光仍然不是一個(gè)簡單的活。研究者們表示他們必須要開發(fā)新的分析技術(shù)才能解析這些微弱的幽光，但是這帶來的收益是值得的，因?yàn)檫@樣的分析讓他們能研究巨大天文結(jié)構(gòu)（諸如星系團(tuán)）的形成過程。蒙蒂斯說“通過分析這些分散的光，我們發(fā)現(xiàn)星系團(tuán)的內(nèi)部由巨大星系的合并形成。同時(shí)，外部由類似銀河系這樣的星系聚集而成?！?/p>

因此，這些工作為天文學(xué)家研究星系團(tuán)形成提供了新線索，以及對宇宙中一種神秘物質(zhì)——暗物質(zhì)——的性質(zhì)的啟發(fā)。天文學(xué)家們認(rèn)為發(fā)出團(tuán)內(nèi)光的恒星受星系團(tuán)引力場的牽制這一現(xiàn)象是追蹤暗物質(zhì)分布的絕佳機(jī)會。特魯希略評論道：“韋伯望遠(yuǎn)鏡將促進(jìn)我們在空前的精確度上計(jì)算星系團(tuán)中暗物質(zhì)的分布，并揭示他們的終極本質(zhì)。

發(fā)布的韋伯望遠(yuǎn)鏡第一張深場圖片。這張星系團(tuán)SMACS 0723的近紅外照片拍攝到了上千的銀河系。高分辨率拍攝加上一種叫做引力透鏡的自然現(xiàn)象讓拍攝這張高精度照片成為可能。而照片又相應(yīng)地讓天文學(xué)家能夠研究星系團(tuán)內(nèi)光。照片由美國航天局/歐洲航天局/加拿大航天局/空間望遠(yuǎn)鏡研究所提供。

在一項(xiàng)研究中，詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡拍攝到了星系團(tuán)內(nèi)光，它們是由游離在星系間的恒星發(fā)出的。這些恒星被星系團(tuán)絕大的引力所吸引。

相關(guān)知識

詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡是已發(fā)射的紅外線空間望遠(yuǎn)鏡，原計(jì)劃耗費(fèi)5億美元并于2007年發(fā)射升空。但由于各種原因，導(dǎo)致項(xiàng)目嚴(yán)重超支，發(fā)射時(shí)間數(shù)次推遲，最新預(yù)估總耗費(fèi)高達(dá)100億美元，發(fā)射時(shí)間為美國東部時(shí)間2021年12月25日7時(shí)20分。2019年8月28日NASA表示該望遠(yuǎn)鏡首次組裝完畢。

BY: Deborah Byrdand

FY: 陳俞充

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