天文學家用宇宙的天然望遠鏡發現97億年前的星系，愛因斯坦又對了！

愛因斯坦環

浩瀚的宇宙空間中布滿了星系，但對於那些距離我們特別遙遠的星系，即便使用最大的天文望遠鏡，也會因為光線太弱而很難被觀測到。不過，愛因斯坦在100多年前預言的一種現象能夠被用來觀測這些遙遠的星系，這就是引力透鏡效應，這種現象已經被天文學家反覆觀測到。

愛因斯坦的廣義相對論表明，有質量的物體會使周圍時空發生彎曲，任何物質都會沿著彎曲的時空運動，就連光也不例外。愛因斯坦通過計算髮現，光線經過太陽邊緣的彎曲時空時將會發生偏轉，這個偏轉角度是牛頓引力理論預言的兩倍。這個現象在1919年的日全食中首次得到證實，後來天文學家在宇宙遙遠的地方觀測到更為顯著的引力透鏡效應。不久前，天文學家利用這種現象，首次在銀河系外發現了行星。

星光偏轉

現在，由夏威夷大學的天文學家Harald Ebeling博士領導的國際天文學家團隊，通過引力透鏡效應發現了最極端的放大倍數。利用哈勃太空望遠鏡收集到的一個巨大星系團的觀測數據，這個團隊發現了一個十分遙遠的暗淡星系——eMACSJ1341-QG-1，這要歸功於被稱為eMACSJ1341.9-2442的巨大星系團所造成的時空扭曲，使得背景星系的光被放大了30倍，這是已知最強的引力透鏡效應。

觀測數據顯示，eMACSJ1341-QG-1星系的紅移值為1.594，這意味著這個星系發出的光用了97億年的時間才到達地球，隨著宇宙空間的膨脹，現在已經距離地球150億光年。eMACSJ1341.9-2442星系團的紅移值為0.835，這意味著這個星系團發出的光用了72億年的時間才到達地球，而它現在距離地球95億光年。

在宇宙中，距離較近的星系會通過引力作用形成星系團，例如，銀河系與其他1300多個星系組成了半徑約為720萬光年的本星系團。由於星系團擁有巨大的質量，所以它們是一種強大的引力透鏡。巨大的星系團能夠大幅扭曲周圍時空，它們就像宇宙中的天然望遠鏡一樣，可以放大位於它們後方的星系，從而讓我們在地球上得以觀測到那些遙遠暗淡的星系，否則即使是最強大的人造望遠鏡也無法做到。

eMACSJ1341-QG-1星系

天文學家表示，這幅圖像的高放大倍率提供了一個難得的機會來研究遙遠的星系。雖然宇宙中有很多暗弱的星系，但宇宙卻又有辦法讓我們觀測到。儘管之前也曾觀測到類似的極端情況，但此次發現的是一個罕見的寧靜星系，這種星系不同於我們的銀河系，它們並沒有在巨大的冷氣體雲中形成新的恆星。

寧靜星系是星系的演化終點，我們的銀河系終有一天也會迎來這樣的結局。在eMACSJ1341-QG-1星系中，恆星大部分已經老去，並且也沒有新的恆星形成，這種反常的現象出乎天文學家的預料。這是因為遙遠星系發出的光需要漫長的時間才能到達地球，這意味著當我們觀測到遙遠星系的時候，我們也在回溯時間。因此，我們現在看到的是eMACSJ1341-QG-1星系在97億年前的樣子，那時的它還很年輕，它應該還未耗盡其中的氣體才對。通過研究這個星係為何早已經停止形成新的恆星，有助於提供關於星系演化過程的關鍵線索。

目前，這項研究已經刊載於《天體物理學雜誌快報》（Astrophysical Journal Letters）上。

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