韦伯发现扭曲星系，竟形如宇宙神秘问号！

在 70 亿年前，宇宙中恒星形成的鼎盛时期开始逐渐放缓。当时我们的银河系可能是什么样子？使用美国国家航空航天局（NASA）詹姆斯·韦伯太空望远镜的天文学家们已经找到了线索，其呈现的形式为一个宇宙问号，这是跨越数光年空间的一种罕见排列所导致的结果。该研究论文发表在《皇家天文学会月报》上。

“在可观测的宇宙中，我们仅知晓有三到四次类似的引力透镜配置出现，这使得这一发现令人感到兴奋，因为它展示了韦伯的力量，并暗示也许现在我们会发现更多这样的情况，”新斯科舍省哈利法克斯圣玛丽大学的天文学家纪尧姆·德斯普雷（Guillaume Desprez）说，他是展示韦伯成果的团队成员之一。

虽然这个区域之前已经用 NASA 的哈勃太空望远镜观测过，但布满尘埃的红色星系只有通过韦伯望远镜才能够显现。这是因为哈勃探测到的光波波长会被困在宇宙尘埃中，而更长波长的红外线能够穿过并被韦伯的仪器探测到。

天文学家使用这两架望远镜观测星系团 MACS-J0417.5–1154，由于该星系团质量巨大，扭曲了时空结构，从而起到了放大镜的作用。这使得天文学家能够看到星系团后方更遥远星系的更多细节。然而，同样的引力效应在放大星系的同时也会造成扭曲，导致星系在天空中呈现出弧形的涂抹状，甚至多次出现。这些在空间中的视觉错觉被称作引力透镜。

韦伯揭示的这个红色星系，以及它正在相互作用的一个此前由哈勃探测到的螺旋星系，正以一种非同寻常的方式被放大和扭曲，这需要遥远的星系、透镜和观测者之间存在特定且罕见的排列——天文学家称之为双曲脐形引力透镜。

这就解释了在韦伯图像中所看到的这对星系的五个图像，其中四个构成了问号的顶部。从我们的角度来说，问号的那个点是一个碰巧处于恰当位置和时空的不相关星系。

除了针对韦伯 NIRISS（近红外成像仪和无缝隙光谱仪）仪器探测数十亿光年外星系内恒星形成位置的能力开展案例研究外，研究团队也忍不住强调了这个问号形状。

“这看起来太酷了。像这样令人惊叹的图像是我年轻时投身天文学的原因，”圣玛丽大学的天文学家马尔钦·索维基说道，他是该团队的主要研究人员之一。

“了解星系内部恒星形成的时间、地点和方式，对于理解星系在整个宇宙历史中的演化进程至关重要，”圣玛丽大学的天文学家维森特·埃斯特拉达 - 卡彭特说道，他使用了哈勃的紫外线和韦伯的红外线数据来展示星系中哪些地方有新恒星正在形成。结果表明，恒星形成在两者中都很普遍。光谱数据还证实，新发现的这个布满尘埃的星系与正面螺旋星系处于相同的距离，它们很可能开始相互作用。

“‘问号对’中的两个星系在几个密集区域都呈现出活跃的恒星形成现象，这很可能是两个星系的气体相互碰撞的结果，”埃斯特拉达 - 卡彭特说。“然而，两个星系的形状似乎都没有受到太大的干扰，所以我们可能正在看到它们相互作用的开始。”

“这些星系是在数十亿年前恒星形成处于巅峰时期被观测到的，与当时银河系的质量相仿。韦伯使我们能够探究我们自身所在星系的青少年时期的模样，”索维基说。