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[涨姿势] 詹姆斯·韦伯望远镜发现了有史以来第一个隐藏在视线中的“爱因斯坦之字形”——它可以帮助拯救宇宙学

作者:精品下载站 日期:2024-12-13 14:14:50 浏览:17 分类:涨姿势

詹姆斯·韦伯望远镜发现了有史以来第一个隐藏在视线中的“爱因斯坦之字形”——它可以帮助拯救宇宙学


詹姆斯韦伯太空望远镜的一项新研究揭示了一颗发光类星体的真正起源,该类星体的光通过阿尔伯特·爱因斯坦首次预测的现象在时空中“之字形”移动,从而被复制了六次。专家声称,这种不寻常的灯光秀可能有助于解决宇宙学最大的问题之一。

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研究人员首次利用詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 的数据揭示了先前假设的“爱因斯坦之字形”现象的一个例子,即来自物体的光在遥远的宇宙穿过两个不同的扭曲时空区域。专家表示,新证实的效应是在六个相同的发光类星体副本中发现的,它可能会揭示一个开始困扰宇宙学的问题。

2018年,天文学家在距离地球数十亿光年的地方发现了四个相同的亮点,后来命名为J1721+8842。最初,科学家们认为这四个光是一个单个类星体的镜像——一个由黑洞提供动力的发光星系核心——它通过一种被称为“引力透镜”的现象被复制。

当来自遥远物体的光在穿过扭曲的时空时发生弯曲,而时空被透镜物体的巨大重力拉得变形,就会发生引力透镜效应- 通常是一个巨大的星系或星系团 - 位于遥远的物体和观察者之间。这种扭曲效果可以复制初始光源,因为光线在透镜物体周围采取不同的路径,或者将光线拉伸成发光光环,被称为爱因斯坦环,以阿尔伯特·爱因斯坦命名。 u>,他于 1915 年首次用他的广义相对论预言了引力透镜效应。

但在2022年的研究中,研究人员发现J1721+8842除了原始四重奏之外还有两个额外的光点,以及一个微弱的红色爱因斯坦环。新发现的点比其他四个点稍微暗一些,这使得研究人员怀疑灯光秀显示了一对相邻的类星体,称为二元类星体,它们已经重复了三次(而不是比单个类星体被复制六次)。

相关:研究人员解开了詹姆斯·韦伯望远镜拍摄的完美“爱因斯坦环”中心的难以解释的致密星系之谜

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然而,在 11 月 8 日上传到预印本服务器 arXiv 的一项新研究中,研究人员使用 JWST 的新数据重新分析了 J1721+8842,发现所有六个光点实际上都来自单个类星体。研究小组还发现,新发现的亮点被透镜围绕在距离第一个较远的第二个大质量物体周围,这也是最近图像中看到的微弱爱因斯坦环的原因。 (该研究尚未经过同行评审,但已提交《天文学与天体物理学》杂志上发表。)

在观察了两年多的每个亮点的光曲线后,研究人员发现,两张最微弱的复制图像到达我们手中的时间略有延迟,这表明这些副本中的光必须比另一张传播得更远四个亮点。这可能是因为这些图像中的光绕过每个透镜物体的相对侧(即,绕过第一透镜的左侧和第二透镜的右侧)。

研究人员写道,研究小组将这种“极其罕见的透镜配置”称为爱因斯坦之字形,因为来自一些双透镜亮点的光在绕过两个透镜星系时会来回转向。

拯救宇宙学

引力透镜物体,例如爱因斯坦环,受到天文学家和宇宙学家的珍视,因为扭曲的光可以帮助揭示透镜星系的质量。反过来,这可以帮助揭示宇宙的秘密,例如暗物质的秘密身份以及暗能量如何驱动宇宙膨胀

詹姆斯韦伯太空望远镜非常擅长在宇宙中我们以前从未见过的部分找到这些物体。但不幸的是,最先进的望远镜也凸显了我们目前无法解释的差异。

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例如,望远镜的测量结果证实,宇宙的不同部分正在以不同的速度膨胀,这有可能“破坏”我们对宇宙学的理解。研究人员将这个问题称为哈勃张力。

然而,研究人员认为,新确认的爱因斯坦之字形可能有助于缓解这种紧张局势,因为其独特的结构将使天文学家能够精确测量哈勃常数(宇宙膨胀加速的速度)和的数量暗能量——驱动宇宙膨胀的无形力量——在这个空间区域。研究人员写道,通常情况下,科学家只能确定其中一个的确切数字,但需要对两者都有详细的了解才能真正理解宇宙膨胀。

英国朴茨茅斯大学的天体物理学家托马斯·科利特(Thomas Collett)没有参与这项研究,他告诉《科学》杂志,研究之字形将“揭示宇宙的膨胀速度是否与宇宙学模型一致。”然而,他补充说,研究人员可能需要一年多的时间才能从混乱的图像中解析出他们需要的数据。 “所以我们可能需要等待一段时间[得到答复]。”

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