哈勃望遠鏡也開掛，借用宇宙「放大鏡」看清遙遠星系

特殊的演算法幫天文學家還原了被引力透鏡扭曲的圖像，讓哈勃望遠鏡拍到了110億光年外一個星系中的恆星形成區域。圖片來源：NASA, ESA, and T. Johnson (University of Michigan)

就算是NASA的哈勃空間望遠鏡，位於大氣層外的太空之中，具備超級敏銳的可見光和近紅外視力，也仍然有力不從心的時候。比如，宇宙深處離我們實在太過遙遠的星系，連哈勃也只能隱約看到模糊的光斑，分辨不出太多有用的細節。不過這類星系中也有少數特例，宇宙給我們準備一種天然的「放大鏡」，哈勃望遠鏡可以藉助它們榨出那些星系更多的細節。

這種「放大鏡」並不是真正的玻璃鏡片，而是恰好位於那個遙遠星系和我們地球之間巨大引力源，通常是另一個星系或者星系團。遙遠星系發出的星光，在路過中間星系或者星系團的時候，原本沿直線傳播的光線會被後者的引力掰彎，從而產生類似放大鏡的效果。不過通常來說，被引力透鏡放大的影像都被扭曲成了奇怪的弧線，無法分辨出遙遠星系原來的模樣。

不過，藉助一套全新的計算機分析方法，天文學家已經還原了一個星系被引力透鏡扭曲的影像，獲得了清晰度比哈勃望遠鏡自身分辨能力還要高出10倍的超清照片。結果顯示，這個側對著我們的盤星系布滿了由新生恆星構成的明亮光斑。

NASA戈達德航天中心的天文學家珍‧里格比（Jane Rigby）說，「第一眼看到這張重構出來的照片時，我們驚呼道，『哇，這看起來像是到處都在燃放禮花！』」

這個星系距離我們約110億光年，我們看到的實際上是它在宇宙大爆炸后僅27億年時的模樣。這個星系和地球之間有一個巨大的星系團，星系團的引力扭曲了遙遠星系發出的光，把它擰成了一道光弧，還順便放大了將近30倍。研究團隊開發了特殊的計算機代碼，消除了引力透鏡產生的圖像扭曲，還原了這個盤星系原本的樣貌。

重構的圖像顯示出20多個亮斑，它們都由新生的恆星構成，每個亮斑寬約200-300光年。然而，一些理論預言，在遙遠的早期宇宙中，恆星形成區域要大得多，直徑應該在3000光年左右。顯然，新的觀測結果與那些理論的預言之間出現了矛盾。

美國密歇根大學的博士研究所特蕾西‧約翰遜（Traci Johnson）說，「我們看到的恆星形成團塊，尺寸遠遠小於理論預期。」

約翰遜補充說，如果沒有引力透鏡提供的放大作用，在哈勃望遠鏡看來，這個盤星系應該是一個毫無特徵的模糊光斑。這樣的話，對於星系中恆星在哪裡形成的問題，天文學家可能就會產生完全不同的理解。

雖然通過這種開掛的方式，哈勃望遠鏡也能夠觀測到遙遠星系中的新生恆星，但想要真正了解早期宇宙中恆星如何形成這個問題，還是要藉助更大、更先進的韋布空間望遠鏡。預期將於2018年發射升空的韋布望遠鏡，將有能力觀測到形成於宇宙更早期的更紅、更古老的恆星。它還有能力看透星系中任何有可能遮擋視線的塵埃。

里格比說，「有了韋布望遠鏡，我們將有能力揭露這個星系過去發生過什麼，揭露由於塵埃的遮擋我們在哈勃望遠鏡的照片里漏掉了什麼。」

描述這些發現的論文，7月6日發表在《天體物理期刊通訊》（The Astrophysical Journal Letters）上，另外兩篇相關論文則發表在《天體物理期刊》（The Astrophysical Journal