歐幾里得望遠鏡捕捉到地球附近罕見「愛因斯坦環」，背後藏著古老未知星系

愛因斯坦早在1915年就預言了重力扭曲形成的光環存在。如今，一個全新的愛因斯坦環在距離地球僅「宇宙一步之遙」的地方被發現。

歐幾里得太空望遠鏡捕捉到了一個令人驚嘆且罕見的「愛因斯坦環」，它放大了來自宇宙深處的光線。影像顯示，在鄰近星系NGC 6505周圍有一個微弱的暈圈，這是該星系扭曲並放大了來自其背後更遙遠星系的光線所形成的。

這種放大現象稱為重力透鏡效應，最早由阿爾伯特·愛因斯坦在1915年預言。強大的放大效果使得最終影像向我們展現了來自一個未知且尚未被發現的星系的光線，這個星系位於44.2億光年之外的宇宙過去，儘管NGC 6505距離地球僅5.9億光年，可說是在地球的「宇宙後院」。研究人員於2月10日在《天文學與天體物理學》期刊上發表了他們的研究成果。

該研究的主要作者、德國馬克斯·普朗克天體物理研究所的研究員康納·奧里爾丹在一份聲明中表示：「愛因斯坦環是強重力透鏡效應的一個例子。所有的強透鏡都很特別，因為它們非常罕見，而且在科學上極其有用。這個愛因斯坦環尤其特殊，因為它離地球很近，而且排列方式讓它顯得非常美麗。」

愛因斯坦的廣義相對論描述了巨大天體如何扭曲被稱為時空的宇宙結構。愛因斯坦發現，重力並非由一種看不見的力量產生，而是由時空在物質和能量存在的情況下彎曲和扭曲所導致。這種彎曲的空間反過來又決定了能量和物質的運動規則。即使光沿直線傳播，但當光穿過時空高度彎曲的區域，例如一個巨大星系周圍的區域時，也會沿曲線傳播，圍繞星系彎曲並散開形成一個暈圈。

這張新影像取自歐幾里得太空望遠鏡在2023年9月早期測試階段收集的數據。歐幾里得望遠鏡於2023年7月1日發射升空，其設計目的是拍攝寬視角影像，以幫助科學家尋找宇宙中最神秘的兩種成分：暗物質和暗能量。研究人員認為，暗物質和暗能量加起來約佔宇宙的95%，但它們不與光相互作用，因此無法直接探測到。相反，科學家通過觀察它們與周圍可見宇宙的相互作用方式來研究這些神秘成分：通過觀察暗物質對星系的重力扭曲效應可以發現它；而暗能量可以在推動宇宙加速膨脹的力量中被察覺。

天文學家已經發現了數百個愛因斯坦環。但這些現象受到關注不僅僅是因為它們能形成美麗的圖像。由於這些環放大了光線，科學家可以將這些光線重建為其原始的、未彎曲的形式，這可以增強天文學家在非常遙遠星系中能夠觀察到的細節。此外，由於光線彎曲的程度取決於使其彎曲的天體的重力場強度，愛因斯坦環可以作為一種宇宙尺度，用於測量星系和黑洞的質量，包括它們包含多少暗物質。

該研究的共同作者、參與歐幾里得計畫的項目科學家瓦萊里亞·佩托里諾在聲明中表示：「我覺得很有趣的是，這個環是在一個著名的星系中被觀測到的，這個星系早在1884年就被首次發現。天文學家早就知道這個星系，但這個環以前從未被觀測到過。這證明了歐幾里得望遠鏡有多強大，即使在我們認為已經很熟悉的地方也能發現新事物。這一發現對歐幾里得任務的未來非常鼓舞人心，也展示了它的出色能力。」

歐幾里得望遠鏡正在進行為期六年的任務，目前已完成一半，它將通過拍攝數千張寬角影像來編目整個夜空的三分之一。據歐洲太空總署稱，總計歐幾里得望遠鏡將捕捉來自超過10億個星系的光線，這些星系的年齡高達100億年。一旦完成，天文學家將利用歐幾里得望遠鏡的影像製作兩張地圖：一張是星系重力透鏡效應的地圖，應該能揭示暗物質的聚集情況；另一張是稱為重子聲學振盪的衝擊波地圖，它可以追蹤暗能量。