“爱因斯坦环”被发现: 120亿光年外的神秘火环

据英国《每日邮报》4月7日报道，天文学家借助引力透镜(注：爱因斯坦的望远镜)的帮助，从地球上看到了璀璨夺目的“宇宙戒指”，天文望远镜阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列(Atacama Large Millimeter/ submillimeter Array,简称 ALMA) 接收了最高清晰度的图像，让我们有幸一睹遥远太空中“指环王”——“爱因斯坦环”的风采。(注：广义相对论奠定了现代宇宙学的理论基础，因此天体物理学家也将“指环王”称为“爱因斯坦环”。)

两个遥远的星系排成了一排，为我们提供了观测此次奇异景观的机会。这种类似指环的具有强烈视觉冲击的结构体在太空中的出现十分罕见，而引力透镜原理可以解释这种奇异的“超级指环”现象，阿尔伯特•爱因斯坦在他的广义相对论中推导和预测了太空中的引力透镜现象。

当一个大质量的星系、或者是星系团将遥远星系发出的光线弯曲的时候，就会发生引力透镜现象。遥远星系的图像经过引力透镜的“高倍放大”效应之后变得清晰了，放大后的图像会更加扭曲，在星系SDP.81的特殊情形中，一个居中的星系排列得如此完美，以至于从更为遥远的星系发出的光线形成了一个从地球上看来几乎是完整的圆圈。这熠熠生辉的光环从一个侧面验证了爱因斯坦的广义相对论。

赫歇尔太空天文台(Herschel Space Observatory)发现的SDP.81是一个恒星形成处于活跃期的星系，距离我们的地球几乎有120亿光年，将天文距离换算成时间的话，天文学家看到的星系的年龄相当于宇宙目前已到达年龄的15%，遥远星系发出的微弱光线被我们视线前端的一个大质量的星系弯折了，或者说是被透镜处理了，这个前端的大质量星系距离我们的地球有40亿光年，相对地靠近我们的地球。

ALMA 项目科学家兼副主任凯瑟琳•弗拉哈吉斯(Catherine Vlahakis)的解释是，天文学家用引力透镜原理来研究十分遥远的天体和非常早期的宇宙，引力透镜甚至为他们最好的望远镜增添了令人印象深刻的动力，拥有这些细节上让人惊叹的新的ALMA图像，天文学家现在能够集合所有的包含在放大尺寸图像上的信息。尽管我们看到的图像只是一个光环，天文学家却能够揭示光环后面隐含的秘密，重新构造一幅遥远星系的真实图像。

虽然在星系SDP.81中出现的出神入化的引力和光线的相互作用在之前的天文观测中已经得到研究，然而这些天文台捕获的信号都不能与ALMA揭示的显著细节相比。 弗吉尼亚州的夏洛茨维尔国家射电天文台(National Radio Astronomy Observatory in Charlottesville)的天文学家杰奎琳•霍奇(Jacqueline Hodge)的解释是，在ALMA图像中包含的精准的信息量对于科学家理解早期宇宙中的星系是极为重要的，天文学家使用高端的计算机程序来重新架构被透镜处理的星系图像，还原星系的“庐山真面目”，通过解析被引力透镜弯折的光线图像，他们能够研究星系的真实形状和内部运动，获得比过去更为清晰的对遥远星系的认识。