UNIVERSE
廣袤的宇宙，起源于138億年前的宇宙大爆炸。大爆炸后宇宙逐漸冷卻，形成了電子、原子等粒子，在幾億年的時光里這些物質(zhì)匯聚形成了第一批恒星、星系……我們不禁要問：
解答這些問題，我們需要捕捉來自百億光年之外的天體的信號。要知道，天體的亮度是隨著距離的增大呈指數(shù)級下降的。如此遠的距離，這可能嗎？
我們可以。感謝引力透鏡這個“充滿魔力”的宇宙之鏡，通過望遠鏡拍攝的深場照片，我們已經(jīng)能夠看到宇宙早期的景象了。
什么是引力透鏡
引力透鏡（gravitational lensing）是愛因斯坦廣義相對論所預言的現(xiàn)象之一。物質(zhì)的存在扭曲了時空，物體會沿著彎曲的時空運動（這也正是引力的本質(zhì)），光線也會沿著彎曲的時空前行，從而光路發(fā)生變化，就像經(jīng)過一個透鏡一樣，產(chǎn)生會聚效應和扭曲成像，這就是引力透鏡。我們把扭曲時空的物體叫做透鏡天體，而成像被扭曲的天體叫做背景天體。
引力透鏡產(chǎn)生愛因斯坦十字圖解｜來源：universetoday.com，Credit: Martin Millon/Swiss Federal Institute of Technology Lausanne
只有大質(zhì)量的天體，如星系團，才能產(chǎn)生明顯的引力透鏡效應——把背景天體拉伸成弧狀或者環(huán)狀，或者使背景點源形成多重像，這種系統(tǒng)被稱為強引力透鏡系統(tǒng)，例如愛因斯坦環(huán)和愛因斯坦十字。通過強引力透鏡，我們發(fā)現(xiàn)了許多奇妙的宇宙景象，下面就讓我們一一探查吧！
引力透鏡產(chǎn)生的愛因斯坦環(huán)｜來源：ESA/Hubble & NASA
最古老的恒星
埃蘭迪爾（Earendel，古英語中義為晨星），是目前我們發(fā)現(xiàn)的最古老的孤立恒星，質(zhì)量是太陽的50倍以上，比太陽亮數(shù)百萬倍，由哈勃空間望遠鏡在2018年探測，2022年3月公布。這顆恒星的紅移是6.2，這意味著它距離我們129億光年，也就是說我們看到的是129億年前它發(fā)出的輻射。
哈勃空間望遠鏡觀測到的星系團WHL013-08圖像，圖中小箭頭標注埃蘭迪爾的位置｜來源：NASA, ESA, B. Welch (JHU), D. Coe (STScI), A. Pagan (STScI)
在它和我們中間有一個巨大的星系團——WHL013-08作為透鏡天體，把埃蘭迪爾的亮度放大了千倍以上，我們才能看到它。埃蘭迪爾在宇宙誕生10億年之內(nèi)就存在了，這時候重元素還沒來得及在大質(zhì)量恒星的演化中形成并擴散，它的組成很可能與現(xiàn)今的恒星有很大差別。
距離我們最遠的星系
競爭這個title的星系有很多，目前還沒有一個定論。曾經(jīng)，距離我們最遠的星系是GN-z11，紅移10.957，2022年7月由哈勃空間望遠鏡發(fā)現(xiàn)，距離我們134億光年。但是，韋布望遠鏡不斷刷新著這個紀錄：2022年7月發(fā)現(xiàn)紅移13左右的GLASS-z13，距離我們135億光年；8月公布紅移16.7的CEERS-93316，距離我們135.5億光年。
CEERS-93316的彩色圖像｜來源：University of Edinburgh，Sophie Jewell/Clara Pollock
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