科学家们用被爱因斯坦预测的空时技巧揭示了来自早期宇宙的“看不见的”星系

By JoAnna Wendel

2023/2/10

用在智利的阿塔卡玛望远镜和爱因斯坦的相对论，科学家们观测到了早期宇宙中的一个几乎在每个波长上都是看不见的年轻的星系。

一幅来自早期宇宙引力上被另一个天体透镜的“看不见的”星系的射电望远镜图像。(Image credit: Giulietti et al./SISSA)

研究人员终于已经揭示了一个极其遥远和黑暗星系的直到现在为止几乎不可能来看到的细节。

研究人员报告说，这个年轻的恒星形成星系充满了尘埃和气体并在大爆炸后20亿年形成，一个超过110亿年前的纪元，当时这个宇宙大约是它现在大小的六分之一。昏暗、遥远并用尘埃堵塞，在每个波长的光中这个天体几乎看不见。然而，一个由阿尔伯特·爱因斯坦最初预测的引力技巧已经赋予研究人员一个罕见地观察这个看不见的星系。研究小组的发现于2月3日发表在《天体物理学杂志》上。

主要作者意大利国际高级研究学院（SISSA）的天体物理学家玛丽卡·朱列蒂在一份声明中说，“非常遥远的星系是关于我们宇宙过去和未来演化的信息的真实宝库。然而，研究它们是非常有挑战性的。它们是非常紧凑的，因此很难来观测。此外，由于距离我们从它们接收到非常微弱的光”。

这个研究小组利用爱因斯坦的广义相对论来观察这个遥远的星系。该理论说大质量天体------比如星系或者有时是单个恒星------扭曲围绕它们的空间，如此任何经过的光都会被放大。这意味着研究人员能用大质量的天体作为一个宇宙放大镜来观望其它更遥远的天体，但仅当它们刚好对齐时。这种被称为引力透镜效应的效应已经帮助天文学家观望宇宙中一些最早的星系。

然而，由于在路中有大量的星际尘埃，这个特殊的星系很难来看到，甚至用引力透镜效应。因此，研究人员转向了阿塔卡玛大毫米/亚毫米阵列（ALMA），这是一套在智利安装的66个射电望远镜。由于尘埃吸收和重新发射光的方式，亚毫米望远镜往往被用来观测尘埃的天体。

阿塔卡玛透过尘埃来揭示一个年轻而活跃的星系，它正在以1000倍的银河系速度形成恒星。

RELATED STORIES

—Stephen Hawking's most far-out ideas about black holes

—8 ways we know that black holes really do exist

—The 18 biggest unsolved mysteries in physics

研究合著者也在意大利国际高级研究学院的天体物理学家安德里亚·拉皮在声明中说，“遥远的星系是年轻的、紧凑的，被强劲的恒星形成特征，在很大程度上被尘埃模糊，并拥有一个非常丰富的分子气体，是大质量的我们在当地宇宙中看到的静默星系的先驱”。这些星系提供非常有价值的在宇宙历史中导致这些结构的形成和进化的洞察。

拉皮补充说，尽管阿塔卡玛仅揭示关于这个年轻星系这么多的信息，但像詹姆斯·韦伯太空望远镜这样的天文台有一天会以更详细揭示这个星系。研究像这样的星系帮助科学家理解早期宇宙以及像我们自己这样的星系如何演变。

https://www.livescience.com/scientists-reveal-invisible-galaxy-from-the-early-universe-using-space-time-trick-predicted-by-einstein