哈勃望远镜也开挂，借用宇宙“放大镜”看清遥远星系

特殊的算法帮天文学家还原了被引力透镜扭曲的图像，让哈勃望远镜拍到了110亿光年外一个星系中的恒星形成区域。图片来源：NASA, ESA, and T. Johnson (University of Michigan)

　　就算是NASA的哈勃空间望远镜，位于大气层外的太空之中，具备超级敏锐的可见光和近红外视力，也仍然有力不从心的时候。比如，宇宙深处离我们实在太过遥远的星系，连哈勃也只能隐约看到模糊的光斑，分辨不出太多有用的细节。不过这类星系中也有少数特例，宇宙给我们准备一种天然的“放大镜”，哈勃望远镜可以借助它们榨出那些星系更多的细节。
　　这种“放大镜”并不是真正的玻璃镜片，而是恰好位于那个遥远星系和我们地球之间巨大引力源，通常是另一个星系或者星系团。遥远星系发出的星光，在路过中间星系或者星系团的时候，原本沿直线传播的光线会被后者的引力掰弯，从而产生类似放大镜的效果。不过通常来说，被引力透镜放大的影像都被扭曲成了奇怪的弧线，无法分辨出遥远星系原来的模样。
　　不过，借助一套全新的计算机分析方法，天文学家已经还原了一个星系被引力透镜扭曲的影像，获得了清晰度比哈勃望远镜自身分辨能力还要高出10倍的超清照片。结果显示，这个侧对着我们的盘星系布满了由新生恒星构成的明亮光斑。
　　NASA戈达德航天中心的天文学家珍‧里格比（Jane Rigby）说，“第一眼看到这张重构出来的照片时，我们惊呼道，‘哇，这看起来像是到处都在燃放礼花！’”
　　这个星系距离我们约110亿光年，我们看到的实际上是它在宇宙大爆炸后仅27亿年时的模样。这个星系和地球之间有一个巨大的星系团，星系团的引力扭曲了遥远星系发出的光，把它拧成了一道光弧，还顺便放大了将近30倍。研究团队开发了特殊的计算机代码，消除了引力透镜产生的图像扭曲，还原了这个盘星系原本的样貌。
　　重构的图像显示出20多个亮斑，它们都由新生的恒星构成，每个亮斑宽约200-300光年。然而，一些理论预言，在遥远的早期宇宙中，恒星形成区域要大得多，直径应该在3000光年左右。显然，新的观测结果与那些理论的预言之间出现了矛盾。
　　美国密歇根大学的博士研究生特蕾西‧约翰逊（Traci Johnson）说，“我们看到的恒星形成团块，尺寸远远小于理论预期。”
　　约翰逊补充说，如果没有引力透镜提供的放大作用，在哈勃望远镜看来，这个盘星系应该是一个毫无特征的模糊光斑。这样的话，对于星系中恒星在哪里形成的问题，天文学家可能就会产生完全不同的理解。
　　虽然通过这种开挂的方式，哈勃望远镜也能够观测到遥远星系中的新生恒星，但想要真正了解早期宇宙中恒星如何形成这个问题，还是要借助更大、更先进的韦布空间望远镜。预期将于2018年发射升空的韦布望远镜，将有能力观测到形成于宇宙更早期的更红、更古老的恒星。它还有能力看透星系中任何有可能遮挡视线的尘埃。
　　里格比说，“有了韦布望远镜，我们将有能力揭露这个星系过去发生过什么，揭露由于尘埃的遮挡我们在哈勃望远镜的照片里漏掉了什么。”
　　描述这些发现的论文，7月6日发表在《天体物理期刊通讯》（The Astrophysical Journal Letters）上，另外两篇相关论文则发表在《天体物理期刊》（The Astrophysical Journal）上。
编译来源
哈勃望远镜官网，Hubble Pushed Beyond Limits to Spot Clumps of New Stars in Distant Galaxy