詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄“El Gordo”星系团中的重力弧 _太空

韦伯拍摄的星系团El Gordo(“胖星系”)的红外图像揭示了数百个星系，其中一些从未如此详细地被观察过。埃尔戈多就像一个引力透镜，扭曲并放大来自遥远背景星系的光线。图片:美国航天局，欧空局，加空局。科学:何塞·迭戈(坎塔布里亚艺术学院)、布伦达·弗莱(亚利桑那大学)、帕特里克·卡米内斯基(亚利桑那州立大学)、蒂姆·卡尔顿(亚利桑那州立大学)、罗吉尔·温德霍斯特(亚利桑那州立大学) 。图像处理:Alyssa Pagan (STScI)、Jake Summers(亚利桑那州立大学)、Jordan D'Silva(西澳大学)、Anton Koekemoer (STScI)、Aaron Robotham(西澳大学)、Rogier Windhorst(亚利桑那州立大学) 。
据美国宇航局：一张名为“El Gordo”的星系团的新图像揭示了以前从未见过的遥远的尘埃物体，并提供了大量的新科学。这幅红外图像由美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄，显示了各种不同寻常的扭曲背景星系，这些星系只在之前的哈勃太空望远镜图像中有所暗示。
El Gordo是一个由数百个星系组成的星团，在宇宙62亿岁时就存在了，这使它成为了一个“宇宙少年” 。这是当时已知的最大的星团。(“El Gordo”是西班牙语中“胖子”的意思。)
研究小组瞄准了埃尔戈多，因为它通过一种被称为引力透镜的现象充当了一个自然的宇宙放大镜。它强大的引力会弯曲和扭曲它后面物体的光线，就像眼镜镜片一样。
“El Gordo的透镜提高了亮度，放大了遥远星系的尺寸。这种透镜效应提供了一个了解遥远宇宙的独特窗口，”亚利桑那大学的布伦达·弗莱说。Frye是主要河外区域再电离和透镜科学(PEARLS)团队珍珠星团分支的共同领导，也是分析El Gordo观测结果的四篇论文之一的主要作者。
鱼钩
在埃尔戈多的图像中，最引人注目的特征之一是右上角红色的明亮弧线。弗莱的一个学生给它起了个绰号叫“El Anzuelo”(鱼钩)，来自这个星系的光花了106亿年才到达地球。它与众不同的红色是由于星系内部的尘埃变红和它的极端距离导致的宇宙学红移的结合。
通过校正透镜造成的扭曲，该团队能够确定背景星系是盘状的，但直径只有26000光年——大约是银河系的四分之一。他们还能够研究星系的恒星形成历史，发现星系中心的恒星形成已经在迅速减少，这一过程被称为淬火。
第二篇论文的第一作者、亚利桑那州立大学的帕特里克·卡米内斯基(Patrick Kamieneski)说:“我们能够仔细解剖包裹着恒星正在积极形成的星系中心的尘埃。” 。“现在，有了韦伯，我们可以轻松地透过这层厚厚的尘埃，让我们从内到外直接看到星系的组合。”

图像中最突出的两个特征包括方框A中突出显示的薄星系和方框b中突出显示的红色勾形星系，两者都是透镜背景星系。右边的插图显示了两个物体的放大视图。图片:美国航天局，欧空局，加空局。科学:何塞·迭戈(坎塔布里亚艺术学院)、布伦达·弗莱(亚利桑那大学)、帕特里克·卡米内斯基(亚利桑那州立大学)、蒂姆·卡尔顿(亚利桑那州立大学)、罗吉尔·温德霍斯特(亚利桑那州立大学) 。图像处理:Alyssa Pagan (STScI)、Jake Summers(亚利桑那州立大学)、Jordan D'Silva(西澳大学)、Anton Koekemoer (STScI)、Aaron Robotham(西澳大学)、Rogier Windhorst(亚利桑那州立大学) 。
瘦的那个
韦伯影像的另一个显著特征是在影像中心的左侧有一条细长的线。被称为“La Flaca”(薄星系)，它是另一个透镜背景星系，其光也花了近110亿年才到达地球。
离拉弗拉卡不远是另一个透镜星系。当研究人员仔细检查那个星系时，他们发现了一颗单独的红巨星，他们给它起了个绰号叫Quyllur，这是恒星的盖丘亚语术语。
此前，哈勃已经发现了其他透镜恒星(如埃伦德尔)，但它们都是蓝色超巨星。Quyllur是第一颗在距离地球10亿光年以外观测到的单独的红巨星。这种高红移的恒星只能用红外滤光片和韦伯的感光度来探测。
“除非你进入红外波段，否则几乎不可能看到有透镜的红巨星。这是我们在韦布身上发现的第一个，但我们预计还会有更多，”西班牙坎塔布里亚研究所的何塞·迭戈说，他是第三篇关于埃尔戈多的论文的主要作者。
星系集团和污迹
韦伯图像中的其他物体，虽然不那么突出，但在科学上同样有趣。例如，Frye和她的团队(包括9名从高中到研究生的学生)确定了5个多透镜星系，它们似乎是大约121亿年前形成的婴儿星系团。还有十几个候选星系也可能是这个遥远星团的一部分。
“虽然需要额外的数据来确认这个星系团有17个成员，但我们可能正在目睹一个新的星系团在我们眼前形成，就在大爆炸后十亿多年， ”Frye说。
最后一篇论文研究了被称为超扩散星系的非常暗淡、像污迹一样的星系。顾名思义，这些分散在艾尔戈多星团中的物体，它们的恒星在太空中广泛分布。该团队确定了一些迄今为止观测到的最遥远的超扩散星系，它们的光穿越了72亿年到达我们这里。
“我们研究了这些星系的性质是否与我们在本地宇宙中看到的超扩散星系有任何不同，我们确实看到了一些差异。特别是，它们更蓝，更年轻，更扩展，更均匀地分布在整个星团中。这表明，在过去的60亿年中，生活在星团环境中对这些星系产生了重大影响，”第四篇论文的主要作者、亚利桑那州立大学的蒂莫西·卡尔顿解释道。
“引力透镜现象是由阿尔伯特·爱因斯坦在100多年前预言的。在El Gordo星团中，我们看到了引力透镜的作用，”亚利桑那州立大学的Rogier Windhorst总结道，他是PEARLS项目的主要研究员。“艾尔·戈多的珍珠雕像美极了。而且，他们向我们展示了韦伯是如何打开爱因斯坦的宝箱的。”
Frye等人的论文已经发表在《天体物理学杂志》上。Kamieneski等人的论文已经被《天体物理学杂志》接受发表。迭戈等人的论文发表在《天文学与天体物理学》杂志上。Carleton等人的论文已经被《天体物理学杂志》接受发表。
詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的太空科学天文台。韦伯正在解开我们太阳系的谜团，观察其他恒星周围的遥远世界，探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。Webb是由NASA及其合作伙伴ESA(欧洲航天局)和加拿大航天局领导的一项国际计划。