引力与时机帮助哈勃望远镜观测到一颗早期宇宙的恒星

当群星闪耀时,你可以看得非常仔细。

回望宇宙的深邃之处,即使是行星、恒星和星系等巨大天体,看起来也会很小。放大可以提供帮助,但去哪里找一个足够大的放大镜来观测数十亿光年外的恒星呢?

答案是:你找不到。你必须将目光投向地球之外,才能获得视觉上的辅助,让你能够观测到那些遥远奇观。当一个特别巨大的天体(比如一个星系)周围的引力弯曲光线时,就会发生引力透镜效应。这种弯曲可以放大更暗的光源,使其在向地球传播时更加可见。它帮助我们拍摄了遥远的超新星,并让我们对暗物质有了深入了解

在本周《自然-天文学》杂志上发表的两篇新论文中,研究人员利用引力透镜效应以极高的分辨率深入观察了过去。

在第一项研究中,研究人员在试图研究同一片天空中的一颗遥远超新星时,发现了一个闪烁的光芒突然变亮。他们仔细观察后发现,这种突然的照亮很可能是由一颗存在于大爆炸后仅44亿年的恒星的引力透镜效应引起的。那是非常久远的时间,而且由于距离遥远,这颗恒星本身极其暗淡。

“你可以看到外面有单独的星系,但这颗恒星比我们能观测到的下一颗单独的恒星(除了超新星爆发)还要远至少100倍,”天文学家、首席作者帕特里克·凯利在一份声明中表示

这颗蓝巨星的温度大约是太阳的两倍,并且之所以可见,是因为所有星星都排列得恰到好处。是的,真的如此。这颗恒星的光芒已经被位于恒星和哈勃望远镜之间的一个星系团放大了大约600倍。但是,当大约相当于太阳大小的另一颗恒星在这个星系中经过,挡在天体和哈勃望远镜之间时,放大效果急剧增加。现在它看起来比正常情况下亮2000倍,这种现象被称为微引力透镜效应。天文学家们给这颗早期恒星起名为“伊卡洛斯”。

在《自然-天文学》杂志上发表的第二篇论文中,研究人员观测到被一个类似巨大星系透镜化后的两次光闪。它们明亮而短暂,但并不符合超新星的特征。它们比超新星更快、更暗。但它们也比新星的反复爆发要明亮得多。天文学家史蒂文·罗德尼和合著者提出了一些对这一异常事件的解释。它可能是较大恒星的重复爆发,或者只是一个非常明亮的新星,但也可能是同一星系的两次不同的微引力透镜事件,类似于凯利发现的事件。

无论如何,对宇宙遥远区域的放大视野令天文学界感到兴奋。在一篇配套的观点文章中,天文学家罗珊妮·迪·斯蒂法诺写道:

随着我们逐步接近一再推迟发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜,以及像大型综合巡天望远镜这样的地面天空巡天项目的第一束光,我们的视野将变得更广阔。但我们仍然需要引力辅助来观测早期宇宙中的一些令人兴奋的事件,研究人员将依靠引力透镜效应来帮助拉近那些遥远的宇宙角落与我们脆弱、不断变化的视野的距离。

 

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