今年是愛因斯坦年。100年前,當時鮮為人知的愛因斯坦,發表了一系列關於時空
、能量、物質等的科學論文,開啟了宇宙科學研究的新視野。現代的科學家,利用
這100年前對世人公告的重力、物質、能量、時空等之原理,進行宇宙最深處的探測。
加-法-夏威夷望遠鏡(Canada-France-Hawaii Telescope)的Remi Cabanac,利用
歐南天文台(ESO)位在智利的超大望遠鏡(Very Large Telescop,VLT)進行觀測
,發現了一個由巨大橢圓星系的重力透鏡作用(gravitational lensing)形成的愛
因斯坦環(Einstein ring),幾近270度圓周長(完整的圓為360度),視半徑約
1.75角秒,是所有已知的愛因斯坦環中,結構最完整的,也是少數得以用可見光波
段觀測到的愛因斯坦環之一。相關論文發表在2005年4月27日。在此之前,比較完整
的愛因斯坦環發現報告為1996年英國倫敦Imperial學院S.J. Warren等人,是約170
度,幾近半個圓周的的長度(半圓形)。
Cabanac等人在觀測天爐座星系團周邊的矮星系時,意外發現這個愛因斯坦環。當時
他的視線,被他預定觀測的視野西北方的一個亮弧深深吸引。由於重力透鏡所形成
的弧狀結構通常非常昏暗,而且出現在藍光波段,然而這個亮弧卻非常亮而明顯,
而且當時Cabanac等人士以紅光波段進行觀測,因此他們對於這個亮弧的出現,感到
相當訝異。他們尋遍所有相關資料庫,但都沒有發現位置、亮度相符的愛因斯坦環;
又從後續的光譜觀測確認它不是人工光源形成,而是真的重力透鏡現象,因此確定他
們新發現了一個愛因斯坦環。
造成這個重力透鏡現象的(稱為lens galaxy),是個與室女座-后髮座星系團中的巨
大橢圓星系M87非常類似的巨大橢圓星系,距離地球約70億光年遠;至於形成愛因斯
坦環的星系源(source galaxy),紅移(z)高達3.77,相當於距離地球約110億光年
。目前已將之編號為FOR J0332-3557(赤經3h32m59s、赤緯-35d57m51s,FOR為天爐
座Fornax簡稱)。
天文學家之所以對這個愛因斯坦環有非常濃厚的興趣,不僅僅因其幾近整個圓周長度
的環狀構造,而且造成重力透鏡現象的巨大橢圓星系所在的位置與時間,恰在恆星誕
生空窗期,而且似乎與附近其他星系團都沒有什麼關連,是個單獨存在的星系。此外
,愛因斯坦環的星系源非常亮,其絕對星等比其他Lyman break的星系幾乎亮一個星等
(所謂Lyman break星系是指波長912埃的Lyman Break頻譜帶,因紅移非常大而被移到
可見光波段),且缺乏發射譜線,應該才剛結束一回合的星爆(starburst,恆星短時
間內大量誕生)的時期。因此FOR J0332必定可以提供宇宙暴漲時期之前的星系形成、
演化以及宇宙結構的相關資訊,對天文學家而言相當重要,因為現今的儀器與科技,
還無法觀測到這麼遠、離大霹靂宇宙誕生這麼接近的星體。
參考資料來源:
Jeff Barbour, Near Perfect "Einstein Ring" Discovered, 2005.04.29
* 轉載自臺北天文館
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