引力透镜是宇宙的终极游乐场镜子。它扭曲了背后物体的视野,但也提供了有关遥远星系和类星体的惊人信息。
天文学家使用哈勃太空望远镜 (HST)最近发布这些奇怪的幽灵之一的新图像称为“旋转木马镜头”。这是七个背景星系的罕见排列,所有这些星系都被中间的星系团扭曲了。
伯克利实验室高级科学家大卫·施莱格尔表示,这种引力透镜对于天文学家来说是一个伟大的发现。
“这是一个非常幸运的‘星系排列’——多个星系在跨越大部分可观测宇宙的视线上偶然排列在一起,”他说。 “找到这样的对齐方式就像大海捞针。找到所有这些就像大海捞针中精确排列的八根针一样。”
旋转木马镜头被发现于几年前的暗能量调查数据。现在,天文学家正将注意力集中在它身上,以测量它的质量以及对更遥远星系图像的影响。
七个星系和一个前景星系团的引力透镜排列很可能通过高能提供对早期宇宙的新见解。星系源、透镜团的特性以及宇宙学中尚未解答的问题。
解构旋转木马引力透镜
宇宙中典型的大型引力透镜由“透镜物体”和其后面更遥远的物体组成。一般来说,那些遥远的物体是星系和类星体。 (例如,当行星经过其恒星前方时,就会出现小尺度引力透镜。)
然而,旋转木马透镜本质上更“宇宙”,覆盖了相距数百万光年的物体。特别是,发生透镜效应的星团距离地球约 50 亿光年。它也被指定为 DESI-090.9854-35.9683,并且至少有四个大型星系成员以及其他几个可能的星系团成员。
旋转木马镜头至少拍摄到了七个遥远的星系。它们距离地球 7.62 至 120 亿光年。它们与透镜簇的对齐导致了每个更遥远星系的多个图像。
它们的形状是“游乐园镜子”效应的结果,这种效应拉伸了它们的幻影。标记为“4a、4b、4c、4d”的星系实际上形成了一个近乎完美的“爱因斯坦十字”,它显示了透镜中质量的对称分布。
伯克利大学研究旋转木马的团队成员黄小尚表示,旋转木马是宇宙中“强透镜”的一个很好的例子。
“我们的团队一直在寻找强大的镜头并为最有价值的系统建模,”黄说。
“旋转木马透镜是令人难以置信的排列,七个星系分为五组,在前景星团透镜后面几乎完美地排列。当它们通过透镜出现时,每个背景星系的多个图像在前景透镜周围形成近似同心的圆形图案,就像在旋转木马中一样。
“这是一个前所未有的发现,生成的计算模型显示了非常有希望的前景测量宇宙的特性,包括暗物质的特性和”。
是什么让这款镜头如此特别?
在他们的最近发布的论文、Schlegel、Huang 和其他人描述了对 Carousel Lens 进行建模以了解其结构。他们指出,它几乎显示了天文学家在此类现象中看到的所有透镜配置。有各种弧形、菱形、爱因斯坦环和双透镜。
透镜本身和它所扭曲的星系之间距离的巨大分布也提出了一些有趣的宇宙学研究领域。特别是,科学团队希望进行更多的光谱研究,以了解透镜簇的物质分布。
至少七个透镜源将有助于限制星团中的物质数量,并有助于了解此类系统中暗物质和重子物质的数量。
除了物质分布之外,该团队还可以使用该透镜系统来了解远处透镜源的特征。这很重要,因为最遥远的星系可以洞察宇宙历史各个时期的情况。
例如,源 7 是一个有趣的“附近”源,可能是一个红移非常高的“静止”星系。在红外测量中它看起来非常“红”,并且 HST 也观察到了其他类似情况。源7可能是所谓“早期星系猝灭”的一个有效例子。
当恒星形成停止并且星系变得静止时就会发生这种情况。有几种可能发生的方式,但最常见的是中央超大质量之间的某种反馈循环及边远地区。例如,这可能是由于星系合并而发生的,这在早期宇宙中非常常见。
旋转木马镜头(以及其他同类镜头)提供了一种特殊的方式来研究宇宙历史的那个时代以及塑造我们今天看到的星系的事件。