一枚不可思議的“愛因斯坦指環(huán)”。

詹姆斯?韋伯太空望遠(yuǎn)鏡拍到的“愛因斯坦指環(huán)”。ESA / Webb / NASA / CSA / G. Mahler

3月27日，ESA的科學(xué)家公布了一張詹姆斯?韋伯太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的照片，展示了一個(gè)極不尋常的畫面：畫面中多條扭曲的星流如同觸手般包裹著一個(gè)巨大的橢圓星系，顯得相當(dāng)詭異。

現(xiàn)實(shí)中橢圓星系長不出觸手，也沒有長著觸手的旋渦星系能夠吞下橢圓星系。

這就像一種“時(shí)空折疊”——遠(yuǎn)處的一個(gè)旋渦星系影像被強(qiáng)大的引力場(chǎng)扭曲放大后，原本存在于二者之間的距離感消失了，二個(gè)分處不同時(shí)間和空間的星系影像出現(xiàn)在了同一個(gè)視覺平面上。

這種現(xiàn)象其實(shí)就是所謂的“引力透鏡”。巨大的前景星系在這里扮演了“鏡片”的角色，其產(chǎn)生的引力場(chǎng)，使得從其近旁通過的光線發(fā)生了彎曲。

而當(dāng)這些光線抵達(dá)觀測(cè)者——比如在地球拉格朗日點(diǎn)上的韋伯太空望遠(yuǎn)鏡眼中后，其后方的背景星系影像便被扭曲、放大和增強(qiáng)了。

根據(jù)愛因斯坦相對(duì)論，時(shí)空會(huì)被質(zhì)量彎曲，使得通?？偸枪P直前行的光在通過時(shí)，其行進(jìn)路線似乎也是彎曲的。

在日常生活中，這種效應(yīng)微乎其微，無法覺察。但當(dāng)我們觀測(cè)大尺度宇宙時(shí)，它就有可能十分明顯。我們尤其能夠在質(zhì)量巨大的天體旁發(fā)現(xiàn)“走曲線”的光——比如我們可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)天體的影像會(huì)因?yàn)榭拷胺降牧硪粋€(gè)天體而被扭曲，或出現(xiàn)在了其他地方。

而假如二者的位置關(guān)系恰到好處，就有可能產(chǎn)生各種奇妙的景象。

例如本圖中的后方星系被扭曲成了一個(gè)圓形的環(huán)，天文學(xué)家稱之為“愛因斯坦指環(huán)”。而在另外一種情況下，在前景星系周邊的不同的位置上，會(huì)同時(shí)出現(xiàn)后方星系的多個(gè)幻影，亦即所謂的“愛因斯坦十字”。

這張照片中，充當(dāng)“透鏡”的前方星系隸屬于一個(gè)編號(hào)為SMACSJ0028.2-7537的星系團(tuán)。在圖中，這個(gè)星系就是畫面正中那個(gè)淡黃色的光暈。而后方星系是一個(gè)包圍著淡黃色光暈的橙色環(huán)。由于影像被扭曲，難以看出它本來的樣子。研究人員經(jīng)過還原后發(fā)現(xiàn)它與銀河系同屬一類，是一個(gè)旋渦星系。

得益于引力透鏡的放大效應(yīng)，盡管后方星系距離我們十分遙遠(yuǎn)，星系中的星團(tuán)和塵埃帶卻依然清晰可見。

參考
Webb spies a spiral through a cosmic lens
https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2025/03/Webb_spies_a_spiral_through_a_cosmic_lens