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研究人員解開了詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡拍攝的研究遠(yuǎn)鏡因完美“愛因斯坦環(huán)”中心星系密度之謎

愛因斯坦環(huán)JWST-ER1于2023年9月被研究人員發(fā)現(xiàn)。（圖片來源：uux.cn/P.van Dokkum等人，解開接受自然天文學(xué)，詹姆中心之謎2023年）
（神秘的斯韋地球uux.cn）據(jù)美國生活科學(xué)網(wǎng)站（Harry Baker）：研究人員可能已經(jīng)解開了為什么一個(gè)被完美得出奇的“愛因斯坦環(huán)”包圍的遙遠(yuǎn)星系比它應(yīng)該的密度更大的謎團(tuán)：詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）發(fā)現(xiàn)的這個(gè)巨大星系正在被一個(gè)巨大的暗物質(zhì)暈壓縮。
阿爾伯特·愛因斯坦的伯望相對(duì)論首次預(yù)測(cè)了愛因斯坦環(huán)，它是拍攝由一種稱為引力透鏡的現(xiàn)象產(chǎn)生的發(fā)光暈，當(dāng)來自遙遠(yuǎn)物體的美愛密度光圍繞直接位于遙遠(yuǎn)物體和觀察者之間的“前景物體”扭曲時(shí)，就會(huì)發(fā)生引力透鏡現(xiàn)象。坦環(huán)光線看起來好像被重力彎曲了。星系但事實(shí)上，研究遠(yuǎn)鏡因光線在時(shí)空中以直線傳播，解開時(shí)空被前景物體的詹姆中心之謎巨大質(zhì)量扭曲了。
2023年9月，斯韋天文學(xué)家在JWST收集的伯望數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)名為JWST-ER1的愛因斯坦環(huán)。發(fā)光結(jié)構(gòu)有兩個(gè)部分：JWST-ER1r，拍攝它是由來自遙遠(yuǎn)星系的光組成的實(shí)際發(fā)光環(huán)；和JWST-ER1g，這是一個(gè)前景物體，透鏡遙遠(yuǎn)的星系的光。
JWST-ER1r距離地球約210億光年，是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最遙遠(yuǎn)的引力透鏡天體；在對(duì)宇宙膨脹率進(jìn)行調(diào)整后，研究人員估計(jì)該星系誕生于約103億年前，即大爆炸后約34億年。
在這一發(fā)現(xiàn)時(shí)，研究人員注意到透鏡物體JWST-ER1g密度異常高。圍繞這個(gè)星系的環(huán)的大小和形狀表明，它的質(zhì)量約為6500億個(gè)太陽，對(duì)于這樣大小的星系來說，這是非常高的。這種質(zhì)量中的很大一部分可能是暗物質(zhì)——一種神秘的物質(zhì)形式，不與光相互作用，但約占宇宙中所有物質(zhì)的85%。但即使考慮到這種神秘物質(zhì)，這個(gè)星系的質(zhì)量似乎仍然太大。
研究人員當(dāng)時(shí)在一篇論文中寫道：“需要額外的質(zhì)量來解釋透鏡的結(jié)果。”。然而，他們沒有解釋這種“額外質(zhì)量”可能是什么。
研究人員解開了詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡拍攝的完美“愛因斯坦環(huán)”中心星系密度之謎

研究人員解開了詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡拍攝的完美“愛因斯坦環(huán)”中心星系密度之謎

在中間有愛因斯坦環(huán)的JWST深視場(chǎng)。（圖片來源：uux.cn美國國家航空航天局/詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡/van Dokkum等人）
但在4月11日發(fā)表在《天體物理雜志快報(bào)》上的一項(xiàng)新研究中，一組新的研究人員對(duì)JWST-ER1g的異常密度提出了解釋：當(dāng)規(guī)則物質(zhì)坍塌到星系中時(shí)，星系周圍的暗物質(zhì)暈被壓縮到一個(gè)越來越緊的空間中，導(dǎo)致神秘物質(zhì)的密度更高。
“我們的數(shù)值研究表明，這種機(jī)制可以解釋JWST-ER1g的高暗物質(zhì)密度，”該研究的主要作者、加州大學(xué)河濱分校（UCR）物理和天文系研究員德茂孔在一份聲明中說。
這不是JWST發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)真正的愛因斯坦環(huán)。2022年9月，一位Reddit用戶利用望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)距離地球約120億光年的完美光環(huán)。JWST還利用引力透鏡拍攝了有史以來探測(cè)到的最遙遠(yuǎn)的恒星和宇宙中一些最古老的星系。
研究人員希望該望遠(yuǎn)鏡能夠幫助識(shí)別更多的愛因斯坦環(huán)，以進(jìn)一步檢驗(yàn)他們的理論。
“JWST為我們觀察宇宙年輕時(shí)形成的古老星系提供了前所未有的機(jī)會(huì)，”研究合著者、加州大學(xué)學(xué)院物理學(xué)和天文學(xué)系教授Hai-Bo Yu在聲明中說。“我們希望JWST能帶來更多驚喜，并很快了解更多關(guān)于暗物質(zhì)的信息。”

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