發現最遙遠透鏡星系 中研院寫新猷

賴義中 2014/07/24 19:12 點閱 5421 次
重力透鏡效應示意圖。從背景星系發出的光線,遭到重力場的扭曲,地球因此觀測到透鏡星系的光環。(photo by CFHTLens.org)
重力透鏡效應示意圖。從背景星系發出的光線,遭到重力場的扭曲,地球因此觀測到透鏡星系的光環。(photo by CFHTLens.org)

【台灣醒報記者賴義中台北報導】天文又有新發現!中研院天文物理所團隊使用哈柏太空望遠鏡,發現距地球96億光年遠的巨大橢圓形透鏡星系,不僅改寫觀測距離紀錄,科學家也發現它的構成十分特別,有助於了解星系與暗物質在早期宇宙的演化情形。研究成果發表於6月的《天文物理學期刊通訊》。

已知的透鏡星系多位於距地球60億光年處,這次發現的透鏡星系是一個質量巨大的紅橢圓星系,距離地球96億光年,史上最遠,寫下天文史新猷。

論文第一作者、天文所博士後研究員黃活生解釋,質量龐大的星系會產生重力場,在宇宙中形成一枚巨大的「凸透鏡片」,放大、扭曲自後方天體發出的光線,稱為「重力透鏡效應」,而研究團隊在這個透鏡星系後方更遠處,還觀測到一個距離約107億光年遠的小螺旋背景星系,為背後的光源。

當小螺旋星系、透鏡星系和觀測的地球形成3點一線時,源於背景星系的光源經前方透鏡星系折射,以致地球的觀測者看見了「海市蜃樓」般的光環。

黃活生說明,若從其他角度觀測這個透鏡星系,其實與尋常星系相同,若非借助3點成線和透鏡的存在,可能完全無法觀測到這個天體;而以宇宙尺度觀之,在如此遠的距離下還能連成一線,十分罕有。

天文所助理研究員蘇游瑄指出,找到透鏡星系,代表可從背景星系光線受彎曲的程度,得知透鏡星系的總質量,進而推算出恆星和暗物質的重量。暗物質構成了宇宙95%的質量,但其成分仍是未解之謎,透過這項研究,科學家可進一步了解暗物質在宇宙形成早期的性質。

這個紅橢圓透鏡星系的總質量為太陽的1800億倍,但研究團隊發現,星系內暗物質的質量,明顯低於預期,與距離較近的透鏡星系性質大為不同。蘇游瑄認為,這代表早期星系的結構,可能與目前所知的不同,但這部分仍有待團隊使用「HSC新一代超廣角相機」,更深入探究。