韦伯望远镜拍摄：133亿光年外，那里有条充满光点的光弧

韦伯望远镜拍摄

这是詹姆斯韦伯望远镜拍摄的一条光弧，这条光弧距离我们大约133亿光年。

这是韦伯望远镜拍摄的深空场中的一个部分，在这条光弧中，天文学家发现了宇宙诞生之初形成的球状星团。

韦伯拍摄的深空场

深空场方位

韦伯望远镜这次拍摄的深空场是位于绘架座。

它在天空中的视角很小，也就差不多小头钉那么小的区域。

深空场位置示意

就是这么一个在我们眼里几乎不存在任何天体的小点，韦伯在长时间的曝光后，一个满是星系的画面浮现在了我们的眼前。

韦伯长时间曝光后拍到的星系

韦伯拍摄的深空场全景

这样的拍摄真的让人很震撼。

那么小的区域，竟有如此多的星系，宇宙的浩瀚，我们真的无法想象。

引力透镜

这条光弧的形成是一种神奇的时空效应产生。

也就是这样神奇的效应，才让天文学家看到了这些遥远的光点---宇宙早期的恒星星团。

那么这条光弧是什么呢。

其实我们在仔细审视深空场时会发现，深空场中时常会出现这些细细的光弧，不管是哈勃拍摄还是韦伯拍摄。

所以它并不是个例，而是深空场中普遍存在的一种现象。

深空场中的光弧

这种现象我们称为引力透镜效应。

引力透镜效应是光在经过弯曲时空时的一种现象。

这是爱因斯坦于1936年，在一篇名为《恒星引力场偏折光线类透镜行为》的文章中首次提到的一种时空效应。

那么接下来我们就简单的说下这个效应，以让大家可以深入理解这些光弧出现的原理。

在爱因斯坦的广义相对论中，引力被视作是时空弯曲的一种表现，弯曲时空的曲率越大，表现出的引力就越大。

时空弯曲示意

那么当光经过这样弯曲的时空时也会跟着弯曲，这个被称为--光线偏折效应。

1919年的日全食时，爱丁顿首次验证了这个效应，他所观测的偏折角度与爱因斯坦广义相对论预测的角度很吻合，这是广义相对论发表后的第一次实验验证。

所以，光线可以被偏折的话，那么它可不可以像透镜那样把物体发出的光扭曲，形成一个扭曲而放大的像。

1936年爱因斯坦发表的《恒星引力场偏折光线类透镜行为》的文章，就是讨论了这个问题。

只要引力场足够强，就可以达到类透镜的行为，从而成像。

这便是引力透镜效应。

引力透镜效应示意

1979年天文学家首次观测到了这种奇特的现象。

而依据引力场的强度与观测的角度，则会形成不同的像，比如爱因斯坦环、爱因斯坦十字、以及光弧。

爱因斯坦环

爱因斯坦十字

光弧

这些都是引力透镜所成的像。

那么了解了原理，我们再来看这张图片。

韦伯深空场

图片中心这些明亮而黄的亮点，是众多星系组成的一个星系团，其编号为SPT0615。

距离我们大约77亿光年，这么多的星系聚集到一起产生了一个强引力场，从而把它背后天体发出的光扭曲，形成了引力透镜的成像。

所以在这个星系团的周围，我们可以看到很多这样的光弧，这些光弧都是来自这个星系团背后的天体成的像。

星系团周围光弧

而这些天体之前都是小而暗淡的天体，因为引力透镜效应就像一个放大镜，它把这些天体发出的光放大变亮，从而给了我们观测的机会。

所以，引力透镜是天文学家寻找遥远而暗淡天体的一个天然利器。

借助这个利器，我们可以探索早期那些古老的天体。

而这次的研究，天文学家就是利用韦伯望远镜拍摄了这条引力透镜形成的光弧。

它是一个距离我们大约133亿光年的一个星系，是在宇宙刚诞生约5亿年就形成的星系。

韦伯望远镜的这次拍摄，不光让我们看到这个古老星系。

在星系中，我们还可以看到许多犹如珍珠的亮点，它们是遍布在星系内的星团。

星团以镜像排列，实际的数量为5个。

这是首次在宇宙年龄如此早期，就发现的恒星星团。

这为天文学家研究早期恒星以及早期星系演化提供了独特的机会。

所以，观看这些深空场，真的好像经历了一段不可思议的时空之旅。

很震撼。

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