科學：太空顯現太古之眼

遙遠星系的光，受前景星系重力影響，可發生強烈彎曲，這種效應稱為強重力透鏡效應。雖然理論上同一個前景星系並非不能對多個背景星系同時發生重力透鏡的效應，但是一般來說，重力透鏡效應一次只出現在一個星系－－而不是好幾個星系。一個前景星系同時是多個背景星系的透鏡，這種情形確實極為罕見，不過要是一旦能發現的話，像這樣一個由前景和背景星系共組而成的透鏡「系統」，就成為讓我們更了解星系基本物理特性的難得機會，也增進我們對宇宙理解及探討。這麼一個珍貴的透鏡系統，最近被發現了。

中央研究院天文及天文物理研究所訪問學者蘇游瑄博士（現為德國慕尼黑馬克斯·普朗克天體物理研究所研究員），是本篇論文共同作者之一，她表示：「三個星系相隔幾十億光年那麼遠，從地球角度看過去竟然排成一直線，這實在很罕見，幸運程度就好像中了樂透一樣，能發現這個真是太令人興奮了。」蘇游博士在該研究團隊中的貢獻是協助分析整個透鏡系統，並使用她與Aleksi Halkola 兩人所共同開發的軟體推算透鏡星系的質量。蘇游瑄回憶當她第一眼看到這麼美麗的透鏡系統圖像時，跟其他團隊成員說，「這真像古埃及神荷魯斯之眼（Eye of Horus）。」

蘇游瑄博士更進一步解釋說，「這個系統顯示出它特有的特徵是，有一些呈分裂狀的圖像令我們意外，這很令人興奮，因為它意味著那裡可能存在一團暗物質！只是看不見。」因為暗物質不發光，所以很難偵測。事實上，目前為止，暗物質從未被直接偵測到過。「然而，透過暗物質的重力效應，會在透鏡圖像上留下可辨痕迹，結果，我們的這個『荷魯斯之眼』為我們提供一個很棒的機會，可以間接地『看到』暗物質！」

另一令人意外的是，發現的場所並非在天文學家的辦公室里，而是在大學生的研習會教室！

上圖圖說：這是經過"假色"處理後的「荷魯斯之眼」。右邊的放大圖像（視野大小為23 x 19 角秒）以不同顏色標出內外兩道弧。內弧顏色偏紅，外弧比較偏藍，兩道弧線是兩個背景星系受到「重力透鏡效應」後獲見圖像。周圍還有些斑點狀的弧、環，是其他背景星系同樣因為受到了透鏡效應，被我們看到的樣貌。正中心位置有個黃色的巨大星系，紅移值z = 0.79 ，換算為光年，即其距離為70 億光年。使得兩個背景星系的光發生扭曲現象的，就是這個黃色巨大的前景星系。此連結為背景圖，點此為「荷魯斯之眼」放大圖像，加入文字標籤之後的圖像在這裡。

位於東京三鷹市的日本國立天文台（NAOJ）總部，2015 年9 月曾舉行一個由大學生參加的Subaru望遠鏡學習研討會，Subaru望遠鏡目前正在進行大規模巡天調查，透過設在Subaru望遠鏡上的新一代超廣角相機HSC，可以取得前所未有的深空資料。由天文學家和大學生共同組成的一支團隊去年9月在分析HSC取得的影像時，意外發現這麼一個獨特的重力透鏡系統。這也是重要天文現象在偶然中被發現的一個經典案例。

這兩道弧（環）圖像經過仔細檢查後發現，光的顏色是不同的。這強烈意味著有可能這兩個背景星系各別都受到了前景星系的「透鏡」效應。前景星系的光譜紅移值為z = 0.79 （這意味著它距離我們有70 億光年）。後續，這組團隊還使用了麥哲倫望遠鏡的紅外光譜儀取得的資料證實，兩個背景星系在排列位置上的確位在透鏡星系後面，比透鏡星系距離我們更遠：一個位於z = 1.30 ，另一個則在z = 1.99 （紅移值經換算為光年，各分別是90億光年和105 億光年遠）。

於天文物理期刊ApJL上發表這篇論文的第二作者，目前任職於日本國立天文台的黃活生博士（前為中央研究院天文及天文物理研究所博士後研究員）認為，光譜資料看到的背景光源，還有其他非常有趣的事情，不只確認到兩個不同光源的距離的確不同，另外，比較遠的那個光源星系似乎本身還由兩個團塊組成，暗示那裡可能有兩個星系正在交互作用。

上圖圖說：圖像示意因為星系排列位置而形成的重力透鏡天體「荷魯斯之眼」。距離望遠鏡為70億光年的前景星系扭曲了來自兩個背景星系的光，兩背景星系一距離望遠鏡90億光年，另一則位於105億光年之遙。

這個極有特色的系統組成包括，數個亮塊、一道弧、幾乎正圓的愛因斯坦環，加上兩個背景光源正好和中央透鏡星系對齊方式，因此構成了酷似「荷魯斯之眼」的結構（如上圖）。這張天文圖像是因為和古埃及神祇荷魯斯著名的眼睛符號極相似而獲天文學家以「荷魯斯之眼」相稱。

Subaru望遠鏡的HSC巡天計畫目前只完成30%，他們認為在幾年後當巡天觀測計畫全部完成之前，還有機會可能在巡天普查中找到10個左右類似的天體，不僅增加我們對星系基本物理特性的掌握，也能了解宇宙在過去幾十億年中的宇宙加速膨脹情形如何。

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