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用引力透鏡來尋找類星體效果怎麽樣?

光的路徑因品質而彎曲,這是愛因斯坦的引力理論所預言的效應。當一個大品質的星系或星團沿著我們的視線向一個更遙遠的星系靠近時,它的物質就會充當一個透鏡,以成像該物體發出的光。所謂的強引力透鏡效應會產生高度扭曲、放大和經常是多個影像的單一來源(強透鏡效應與弱透鏡效應不同,弱透鏡效應導致背景星系的輕微變形)。類星體是在其核心周圍有大量黑洞的星系,大量的能量被異塵餘生出來,超過了整個主星系的其他部分。

博科園-科學科普:它們的亮度使類星體能夠在宇宙學距離上被觀測到,因此它們很可能是強透鏡的候選者,目前已知的有幾百個引力透鏡的類星體。它們不僅提供了類星體和透鏡的有價值的資訊,而且還提供了宇宙學方面的資訊,因為遙遠天體的扭曲光路已經穿越了宇宙學的距離。CfA天文學家大衛·詹姆士(David James)是一個大型國際團隊的成員,該團隊正在系統地尋找新的引力透鏡類星體。

(左圖)一幅近紅外的類星體影像,它的光已經傳播了大約100億年,被一個介入的星系扭曲,變成了一組四幅同樣類星體的影像(引力透鏡效應)。右圖顯示的是四幅類星體影像相減後的微弱干涉星系。圖片:Anguita et al. 2018

他們使用WISE紅外全天冷氣機查來尋找那些紅外顏色表明它們是有活躍核的星系(比如類星體)的候選星系。他們用一種複雜的算法對這些候選對象的影像進行處理,尋找它們是多個組成部分的證據,比如從透鏡系統中預期得到的證據,然後用光譜和地面成像觀測對這個子集進行跟蹤,使用比WISE更高的太空分辨率。

在最初的54個候選星系中發現了兩個,光譜證實了它們是引力透鏡類星體,一個有4個子影像,另一個有2個,每個子影像的光都已經向我們傳播了大約100億年。這兩種情況下的影像也顯示了透鏡星系的痕跡,這是透鏡效應的一個重要驗證,儘管這些星系太過微弱,無法測量它們的距離。科學家們還發現了另外7個可能是雙重類星體的天體,但還需要進一步的研究來證實這些結果。

博科園-科學科普|參考期刊文獻:《皇家天文學會月報》

研究/來自:哈佛史密森尼天體物理中心

DOI: 10.1093/mnras/sty2172

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