金色星系聚在中央,橙色的细弧挤在一旁。乍看像是所有星系挤进了同一片地方,实际却隔着不同距离:有些橙色形状,是远处星系被前景引力改写之后的像。

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图像信用:ESA/Webb, NASA & CSA, L. Furtak, S. Fujimoto。原始页面。NASA 文章发布于 10 月 9 日,图像最初在 9 月 29 日发布;这不是已确认的拍摄日期。

光的路,被前面的质量改写

金色星系属于 MACS J0454.1-0300 星系团,橙色的背景星系离我们更远。前景星系团的巨大质量使光的路径发生偏折,这就是引力透镜。它并不需要一块透明玻璃。

远处同一个天体的光,可能经由前景质量两侧的不同路径抵达望远镜。我们把收到的光沿到达方向看回去,就可能在天空不同位置看到它的多个像。排列不同,也可能把像拉成长弧,或放大细节。画面里的背景星系不止一个,因此并非每个橙色斑点都属于同一个天体。

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解释图:来历。实际光路连续弯曲,图中折线仅说明光路与到达方向的关系,不是这幅星系团图的透镜模型。

ESA/Webb 的图像说明把前景星系团放在宇宙年龄约 80 亿年的时代;更远的背景源展示的是更早的宇宙。其中一组星系的光来自大爆炸约 20 亿年之后,另一个星系来自约 8 亿年之后。这里的数字表示宇宙当时的年龄,不是它们距地球多少光年的直接换算。

放大以后,细节也要解释

ESA 说明,一些亮结所对应的区域只有约 5 光年尺度,并得到超过 300 倍的放大。这样的天然放大让研究者有机会查看早期星系里原本难以分开的结构。精确大小和放大量依赖对透镜的分析,不能从一张照片上直接拿尺子量出来。

图像来自 Webb 的 5058 与 6882 观测项目,分别由 L. Furtak 与 S. Fujimoto 领衔。前景质量在这里既改变了背景像,也为观察极远处的细节提供了帮助。

打开 ESA/Webb 的高清图,先找中央最亮的金色星系,再找橙色弧线。试着用“前景”和“背景”给画面分层,不要仅凭颜色或画面上离得近,就把它们判成同一群邻居。