Webb望远镜揭秘恒星诞生：罕见引力透镜揭示宇宙早期星系奥秘

Webb望远镜揭秘恒星诞生：罕见引力透镜揭示宇宙早期星系奥秘

2024年9月，美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯·韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope，简称Webb望远镜）再次为人类带来惊喜。在观测一个名为MACS-J0417.5-1154的星系团时，Webb望远镜捕捉到了一个罕见的引力透镜现象，呈现出独特的问号形状的星系图像。这一发现不仅展示了Webb望远镜的强大观测能力，更为研究宇宙早期的恒星形成过程提供了宝贵线索。

引力透镜现象是爱因斯坦广义相对论的重要预言之一。当一个巨大的天体（如星系团）位于观测者和远处光源之间时，其强大的引力会扭曲周围的时空结构，使得光线路径发生弯曲。这种现象类似于普通透镜对光线的折射，因此被称为引力透镜效应。

在MACS-J0417.5-1154星系团中，由于其巨大的质量，遥远星系的光线被显著扭曲和放大，形成了罕见的问号形状。这种特殊的排列方式被称为双曲面脐带引力透镜，此前在可观测宇宙中仅发现过三到四次。

与哈勃望远镜相比，Webb望远镜的最大优势在于其强大的红外光观测能力。宇宙中的尘埃云通常会阻挡可见光，但红外光却能穿透这些障碍，揭示隐藏的细节。在MACS-J0417.5-1154的观测中，Webb望远镜成功捕捉到了哈勃望远镜无法观测到的红色尘埃星系，为我们提供了前所未有的清晰图像。

通过分析引力透镜效应产生的图像，科学家能够获得关于星系质量分布和恒星形成活动的重要信息。在问号形状的星系中，研究团队发现两个星系正在经历活跃的恒星形成过程，这可能是由于它们的气体云相互碰撞所致。然而，两个星系的形状都相对规则，表明这可能只是它们相互作用的初期阶段。

这一发现对理解宇宙早期的星系形成和演化具有重要意义。这些星系形成于距今约70亿年前，正值宇宙恒星形成活动的高峰期。它们的质量与当时的银河系相当，为我们提供了研究银河系“青少年时期”状态的独特机会。

Webb望远镜的这一发现只是其科学探索旅程的开始。随着观测数据的积累，科学家有望发现更多类似的引力透镜结构，进一步揭示宇宙的奥秘。正如研究团队成员、圣玛丽大学的天文学家Marcin Sawicki所说：“像这样令人惊叹的图像正是我年轻时进入天文学领域的原因。”

通过持续的观测和研究，Webb望远镜将继续推动我们对宇宙起源和演化的理解，为人类探索宇宙的终极问题提供新的线索。