太空中的爱

-史密森天体物理中心（CfA）的亚当·博尔顿（Adam Bolton）说。“这为研究宇宙中质量最大的星系提供了一个独一无二的机会。” 这种光学幻影是由一种被称为引力透镜的弯曲空间所创造的。它本质上就相当于太空中的一块巨大的放大镜，弯曲和放大了更遥远天体所发出的光线。在引力透镜中，一个遥远的星系发出的光线可以被一个位于视线中间的星系扭曲成一道光弧或者几个分离的影像。当两个星系完全连成一线的时候，这些光线就会形成一个牛眼的图案，包围着前景星系，这就是所谓的爱因斯坦环。天文学家们现在已经将两组强大的天文数据——斯隆数字巡天（Sloan Digital Sky Survey，SDSS）和NASA的哈勃太空望远镜（Hubble Space Telescope）结合了起来，辨认出了19个新的引力透镜星系，大大地充实了由此前已知的大约100个引力透镜星系所组成的数据库。通过研究这些透镜候选体所产生的光弧和光环，天文学家们能够精确测量这些前景星系的质量。在这19个星系之中，他们已经找到了8个新的爱因斯坦环。此前只有3个类似的环在可见光波段中被看到过。这些新发现的透镜是由一个正在进行中的计划——斯隆透镜ACS搜索计划（SLACS）所发现的。一个由CfA的亚当·博尔顿和荷兰卡普坦天文研究所（Kapteyn Astronomical Institute）的利昂·库普曼斯（Leon Koopmans）领导的天文学家小组从斯隆数字巡天的几十万个椭圆星系可见光光谱中挑选出透镜候选体。然后他们再利用哈勃高新巡天相机（ACS）的锐利目光来进行验证。 “斯隆数字巡天的巨大规模，再加上哈勃的成像质量，已经为发现新的引力透镜打开了这个空前的机会，”博尔顿解释说。“我们已经成功地从每一千个显示出引力透镜迹象的星系之中辨认出了一个引力透镜事件。” 除了产生了古怪的形状之外，引力透镜还为天文学家们提供了最直接的探测椭圆星系中暗物质分布的方式。暗物质是一种不可见的奇异物质形态，还没有被直接观测到过。天文学家们是通过测量它的引力效应而推断出它的存在的。暗物质普遍分布在星系之中，组成了宇宙中的总物质质量的绝大部分。通过研究星系中的暗物质，天文学家希望能够获得关于星系形成的更多认识，它们一定是在早期宇宙中的暗物质密集团块周围开始形成的。 “能够研究这些和其他一些回溯到几十亿年以前的引力透镜，这使得我们可以直接看到暗物质和可见物质的分布是否会随着宇宙的时间而发生改变，”库普曼斯说。“利用这些信息，我们能够检验这种被普遍认同的观点，即星系是由较小的星系相互碰撞和并合而形成的。” 博尔顿在麻省理工学院（MIT）发起的SLACS搜索仍在继续，目前研究小组已经利用哈勃研究了将近50个引力透镜候选体。最后的总数可能会超过100个，其中包括着更多的新引力透镜。搜索的最初发现将被发表在2006年2月的《天体物理杂志（The Astrophysical Journal）》上，另外两篇论文也已经投稿给了这份杂志。总部设在麻省剑桥市的哈佛-史密森天体物理中心（CfA）是由史密森天体物理观测台和哈佛大学天文台合作成立的。CfA的科学家们被分成6个研究小组，研究内容包括宇宙的起源、演化、以及最终命运。
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