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23-09-25 22:50 微博认证:航天博主

听说过引力透镜效应吗?所谓引力透镜效应,就是光在引力场附近经过时会发生弯曲,引力场会像透镜一样将光线聚焦。

天文观测上能看到不少引力透镜对背景光源扭曲的现象,最典型的就是爱因斯坦环。

而在2023年9月18日,预印本网站上刊登了篇用韦布望远镜,发现的一个被前景星系的引力透镜效应扭曲成爱因斯坦环的背景星系。这个环其实非常小,直径只有1.54个角秒。这个环是通过韦布望远镜发现的,在先前的哈勃图像中这个环非常暗淡,尽管在部分波段上能隐约看出,但还是无法实锤。主要原因还是因为这个环发光的波段集中在近红外与中红外波段,也正是韦布望远镜的主要工作波段,先前哈勃的观测波段绝大部分集中在可见光波段。

中间这个大圆点就是前景星系,这个前景星系的红移为1.94,所谓红移,就是星系因为宇宙膨胀退行造成的光谱往波长更长方向移动,星系离我们越遥远红移往往就越大,同时因为光速有限导致我们看到的这个星系是它过去时候的样子,红移1.94差不多对应于100亿年前。而外圈的环可以分解为蓝圆环和红斑点俩部分,红移都在2.9左右,差不多对应于115亿年前。

从光谱拟合的结果来看,中间这个红移1.94的大质量星系其实是一个内部恒星形成率在同一时期同等恒星成分质量中稍微偏低一点的存在,也就是“恒星形成宁静星系”。而且其有效半径也非常符合典型的高红移恒星形成宁静星系的尺寸大小。

其实在红移为 z=2,也就是宇宙年龄在30亿年左右的时候,这个时期恒星成分质量最大的星系,在尺寸大小上,要比现在,也就是近邻宇宙中,恒星成分质量同等的星系来得更小;换句话说,就是这些早期大质量星系更加致密。

现在一般认为,造成这个观测上的差异,是因为大质量星系后续的演化主要是通过星系之间的“次并合”,就是星系质量差距甚远的两个星系之间的并合导致的,尽管“次并合”会使得星系质量有小幅度增长,但“次并合”对星系尺寸的扩张是非常显著的,这就导致如今同等恒星成分质量的星系,要比宇宙早期的更大。

参考
A massive compact quiescent galaxy at z = 2 with a complete Einstein ring in JWST imaging
http://t.cn/A6ORaGv3 http://t.cn/A6ORatdb

发布于 陕西