韋伯發現扭曲星系，竟形如宇宙神秘問號！

在 70 億年前，宇宙中恆星形成的鼎盛時期開始逐漸放緩。當時我們的銀河系可能是什麼樣子？使用美國國家航空航天局（NASA）詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的天文學家們已經找到了線索，其呈現的形式爲一個宇宙問號，這是跨越數光年空間的一種罕見排列所導致的結果。該研究論文發表在《皇家天文學會月報》上。

“在可觀測的宇宙中，我們僅知曉有三到四次類似的引力透鏡配置出現，這使得這一發現令人感到興奮，因爲它展示了韋伯的力量，並暗示也許現在我們會發現更多這樣的情況，”新斯科舍省哈利法克斯聖瑪麗大學的天文學家紀堯姆·德斯普雷（Guillaume Desprez）說，他是展示韋伯成果的團隊成員之一。

雖然這個區域之前已經用 NASA 的哈勃太空望遠鏡觀測過，但佈滿塵埃的紅色星系只有通過韋伯望遠鏡才能夠顯現。這是因爲哈勃探測到的光波波長會被困在宇宙塵埃中，而更長波長的紅外線能夠穿過並被韋伯的儀器探測到。

天文學家使用這兩架望遠鏡觀測星系團 MACS-J0417.5–1154，由於該星系團質量巨大，扭曲了時空結構，從而起到了放大鏡的作用。這使得天文學家能夠看到星系團後方更遙遠星系的更多細節。然而，同樣的引力效應在放大星系的同時也會造成扭曲，導致星系在天空中呈現出弧形的塗抹狀，甚至多次出現。這些在空間中的視覺錯覺被稱作引力透鏡。

韋伯揭示的這個紅色星系，以及它正在相互作用的一個此前由哈勃探測到的螺旋星系，正以一種非同尋常的方式被放大和扭曲，這需要遙遠的星系、透鏡和觀測者之間存在特定且罕見的排列——天文學家稱之爲雙曲臍形引力透鏡。

這就解釋了在韋伯圖像中所看到的這對星系的五個圖像，其中四個構成了問號的頂部。從我們的角度來說，問號的那個點是一個碰巧處於恰當位置和時空的不相關星系。

除了針對韋伯 NIRISS（近紅外成像儀和無縫隙光譜儀）儀器探測數十億光年外星系內恆星形成位置的能力開展案例研究外，研究團隊也忍不住強調了這個問號形狀。

“這看起來太酷了。像這樣令人驚歎的圖像是我年輕時投身天文學的原因，”聖瑪麗大學的天文學家馬爾欽·索維基說道，他是該團隊的主要研究人員之一。

“瞭解星系內部恆星形成的時間、地點和方式，對於理解星系在整個宇宙歷史中的演化進程至關重要，”聖瑪麗大學的天文學家維森特·埃斯特拉達 - 卡彭特說道，他使用了哈勃的紫外線和韋伯的紅外線數據來展示星系中哪些地方有新恆星正在形成。結果表明，恆星形成在兩者中都很普遍。光譜數據還證實，新發現的這個佈滿塵埃的星系與正面螺旋星系處於相同的距離，它們很可能開始相互作用。

“‘問號對’中的兩個星系在幾個密集區域都呈現出活躍的恆星形成現象，這很可能是兩個星系的氣體相互碰撞的結果，”埃斯特拉達 - 卡彭特說。“然而，兩個星系的形狀似乎都沒有受到太大的干擾，所以我們可能正在看到它們相互作用的開始。”

“這些星系是在數十億年前恆星形成處於巔峰時期被觀測到的，與當時銀河系的質量相仿。韋伯使我們能夠探究我們自身所在星系的青少年時期的模樣，”索維基說。