科学家首次拍摄到罕见宇宙“海市蜃楼”奇观

罕见“海市蜃楼”

美国宇航局(NASA)的哈勃空间看远镜日前拍到了首个双爱因斯坦环的图像，这是由艾伯特·爱因斯坦在广义相对论中猜测的一种极端罕见的“海市蜃楼”。

据美国《》杂志在线报道，从的角度观测，3个星系——分辨间隔地球20亿光年、60亿光年和110亿光年——像排队一样依次前后排列。来自最远星系的光线由于前面星系的引力而产生曲折，从而终极形成了两个嵌套着的环。假如能够找到更多的双爱因斯坦环，将为研究扩张速度的变更供给重要线索。

美国加利福尼亚州立大学的天体物理学家托马索·特伊尤指出：“3个星系完善地排成一线，这是非常罕见的现象。”他夸张，此项最新天文观测不仅了罕见的星系排列，同时让天文学家更进一步懂得了暗物质和暗能量。通过观测重力场曲折后方星系的光线，天文学家通过双爱因斯坦环盘算出了3个星系中离最近星系散布着多少暗物质。

学家在1月10日召开的美国天文学会年会上首次公布了这一研究成果。

引力透镜现象

沙漠中有种被称为“海市蜃楼”的奇怪现象，这其实是一种罕见的由于光的折射而产生的幻影。但是你可知道，在茫茫的中也存在着类似沙漠“海市蜃楼”的现象。由于这种现象同光学透镜的原理类似，所以学家形象的将它称之为：引力透镜。

引力透镜毕竟是怎样一种现象呢？要答复这个标题首先得从70年代末英美学家对一对双类星体的观测研究说起。1979年3月，由英美天文学家组成的小组应用美国亚利桑那州基特峰国立天文台的2.1米光学看远镜观测到0957+561A和0957+561B这对类星体靠的很近，它们相距仅仅大约22万光年（相对于它们与的间隔105亿光年，22万光年只是一个极小的空间尺度）。令天文学家感到的是这对双类星体的光谱非常类似，红移量均为1.405，射电流量密度也很近似，而且都以20万公里/秒的速度阔别地球而往。于是天文学家产生了这样的疑问：既然两类星体有如此多的类似之处，相距又这么近，那么它们会不会就是同一个天体产生的幻影呢？经过研究，他们提出这对双类星体实际上是50亿光年之外的一个类星体的两个像点。这两个像点产生的原因在于靠近这对双类星体的处所有一个昏暗的星系，是它的引力场将这个类星体发出的光折射、分别和扩大的成果。这就是人类的第一个引力透镜实例。

引力透镜现象

其实早在1915年爱因斯坦就从理论上预言了引力透镜的存在。他在广义相对论中作出了如下推断：当一束光线经过一个有相当质量的物体近旁时，它将受到引力的作用而发生偏折。这种能转变光线轨迹的万有引力场正是我们所说的引力透镜。随后在1935年，爱因斯坦又就引力透镜标题专门撰文。他指出一颗恒星B的类透镜作用可能导致在它后面且与之排成一行的另一恒星A发出的光在B恒星四周形成一个光环。爱因斯坦的这一思想为后人的研究奠定了基础。本文开头所叙述的那对孪生类星体引力透镜正是学家鉴戒了爱因斯坦这一思想而的出的判定。

引力透镜现象

自1979年的首例引力透镜之后，学家又发现了三重类星体现象。推测也可能是由于行星引力透镜作用的缘故。1984年在美国新墨西哥州，一位天文学家利用包含27个抛物面天线的射电看远镜巨阵对已发现的大约1000个射电源进行了高速摄影观测。经过火析研究，证实其中一些射电源是双像点，它们很可能是引力透镜作用的成果。其后在1987年，美国、法国的两个研究小组分辨在A370和C12244—02两个星系团中发现了各自呈弧状扩大的天体。后来的分析成果确认它们是由引力透镜作用所形成的其它星系呈弧状扩大的幻影。近年来还有人发现了中远远星系的椭圆型光环，据分析研究认为这可能也是引力透镜形成的一种星系幻影，既类似爱因斯坦曾指出的那种光环。

引力透镜现象

尽管不断有引力透镜的新实例被，但是引力透镜的道路依然是艰巨波折的。由于人们目前仍无法对引力透镜获得一个全面、深入的懂得。举个例子来说，有关引力透镜的成像标题现在就还处于摸索阶段。学家现在无法说明星系和星系团的单独效应怎样断定引力透镜系统的空间几何结构。此外，美国麻省理工学院的一个研究小组根据对新墨西哥州射电天线巨阵所收信息编绘的射电图象的分析，发现从双类星体之一抛射出两股只发射无线电波而不发光的物质流，这是引力透镜无法说明的。而且1987年，人们又发现一对双类星体像的分叉角度为157角秒。这就意味着为使光线偏转157角秒，该透镜星系必需要有上千个星系的巨大质量，由于在此之前的双类星体分叉角度没有一个超过7角秒的。然而到目前为止还观察不到这个透镜星系，在透镜星系理应存在的处所人们却看不见任何东西，这无疑是个挑衅！由于在和类星体之间是躲不住任何有相当质量的星系的。固然后来有人推测可能是黑洞充当了这个引力透镜角色，然而天文学家却很难说明如此巨大的黑洞是如何形成的，而探寻黑洞在实验上依然是一个远远的梦。

引力透镜现象

固然引力透镜还面临着重重艰苦，并且就其发展而言也还仅仅处于萌芽阶段，但是其研究的诱人前景却已经令学家们激动不已了。

正像在利用了引力透镜分叉角度为157角秒的双类星体像后美国天体物理学家劳仑斯所说的：“这是我们到目前为止在那个间隔上所见到的光线最弱的天体，引力透镜帮助我们看到了我们自己无法见到的东西！”

由此可见，引力透镜为人们供给了结构的重要线索。它的作用就好象为人们供给了一面摸索宇宙的放大镜，通过它人们将能深入懂得宇宙深处的奥秘，揭开更多的宇宙疑团。