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詹姆斯·韋伯望遠鏡發現了有史以來第一個隱藏在視線中的“愛因斯坦之字形”——它可以幫助拯救宇宙學

  • 2024-11-19
  • Armanda
研究人員在分析遙遠宇宙中單個引力透鏡類星體的六個鏡像時發現了“愛因斯坦之字形”現象。 (圖片來源:Dux 等人,2024)

研究人員首次使用來自()揭示了一個先前假設的現象的例子,稱為“愛因斯坦之字形”——來自遙遠宇宙中物體的光穿過兩個不同的扭曲時空區域。新證實的效應是在六個相同的發光類星體副本中發現的,可能會揭示一個開始困擾的問題,專家說。

2018年,天文學家在距離地球數十億光年的地方發現了四個相同的亮點,後來命名為J1721+8842。最初,科學家們假設這四個光是一個物體的鏡像。——一個由黑洞提供動力的發光星系核心——通過一種被稱為“引力透鏡”的現像被複製。

當來自遠處物體的光在穿過扭曲的物體時出現彎曲時,就會發生引力透鏡效應已經被巨大的力量拉變形了位於遙遠物體和觀察者之間的透鏡物體(通常是一個巨大的星系或星系團)。這種扭曲效果可以復制初始光源,因為光線在透鏡物體周圍採取不同的路線,或者將光線拉伸成發光光暈,後,他首先用他的廣義相對論1915年。

但在一個2022年學習研究人員發現,J1721+8842 除了原始四重奏之外還有兩個額外的光點,以及一個微弱的紅色愛因斯坦環。新發現的點比其他四個點稍微暗一些,這使得研究人員懷疑燈光秀顯示了一對相鄰的類星體,稱為,已被複製了三次(而不是單個類星體被複製了六次)。

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來自愛因斯坦環和其他引力透鏡物體的光似乎在它們的透鏡物體周圍彎曲。但實際上,光線在扭曲的時空中沿直線傳播。(圖片來源:美國宇航局)

然而,在一項新的研究中,11 月 8 日上傳到預印本服務器arXiv之後,研究人員利用 JWST 的新數據重新分析了 J1721+8842,發現所有六個光點實際上都來自單個類星體。研究小組還發現,新發現的亮點被透鏡圍繞在距離第一個較遠的第二個大質量物體周圍,這也是最近圖像中看到的微弱愛因斯坦環的原因。 (該研究尚未經過同行評審,但已提交《天文學與天體物理學》雜誌上發表。)

在觀察了兩年多的每個亮點的光曲線後,研究人員發現,兩張最微弱的複製圖像到達我們手中的時間略有延遲,這表明這些副本中的光必須比其他四個亮點傳播得更遠。這可能是因為這些圖像中的光繞過每個透鏡對象的相對側(即,繞過第一透鏡的左側和第二透鏡的右側)。

研究人員寫道,研究小組將這種“極其罕見的透鏡配置”稱為愛因斯坦之字形,因為來自一些雙透鏡亮點的光在繞過兩個透鏡星係時會來迴轉向。

拯救宇宙學

引力透鏡物體,例如愛因斯坦環,受到天文學家和宇宙學家的珍視,因為​​扭曲的光可以幫助揭示透鏡星系的質量。反過來,這可以幫助揭示宇宙的秘密,例如和。

JWST 非常擅長尋找這些物體。但不幸的是,最先進的望遠鏡也凸顯了我們目前無法解釋的差異。

2023 年,JWST 發現了距地球 210 億光年的愛因斯坦環,這是迄今為止所見過的最遙遠的引力透鏡天體。(圖片來源:NASA/Jamb 太空望遠鏡/van Dokkum 等人)

例如,望遠鏡的測量證實, 哪個。研究人員將這個問題稱為哈勃張力。

然而,研究人員認為,新確認的愛因斯坦之字形可能有助於緩解這種緊張局勢,因為其獨特的結構將使天文學家能夠精確測量哈勃常數(宇宙膨脹加速的速度)和宇宙膨脹的量。- 驅動宇宙膨脹的無形力量 - 在這個空間區域。研究人員寫道,通常情況下,科學家只能確定其中一個的確切數字,但需要對兩者的詳細了解才能真正理解宇宙膨脹。

托馬斯·科利特一位未參與這項研究的英國朴茨茅斯大學天體物理學家告訴我們科學雜誌研究之字形將“揭示宇宙的膨脹率是否與宇宙學模型一致”。然而,他補充說,研究人員可能需要一年多的時間才能從混亂的圖像中解析出他們需要的數據。 “所以我們可能需要等待一段時間[得到答复]。”

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