用引力透鏡系統“看”宇宙再電離時期

近日，利用哈勃太空望遠鏡，天文學家觀測到宇宙遙遠區域的一個星系，該星系在夜空中出現了12個像。這一獨特的景象是由強引力透鏡效應產生的，它幫助天文學家更好地理解宇宙的再電離時期。

這個綽號為“日爆弧”的星系距離地球約110億光年，被46億光年外的巨大星系團“放大”成多幅圖像。如果星系團的質量足夠大，將會彎曲和放大來自其後面較遠星系的光線。該過程不僅導致來自後方星系的光變形，而且會幫星系“畫”出多個像。此次“日爆弧”星系就因引力透鏡效應形成了12幅“肖像”。

引力透鏡效應可以將“日爆弧”星系的亮度提高10到30倍。也正是因此，哈勃太空望遠鏡才有機會詳細觀測那些遠距離星系的結構。觀測表明，“日爆弧”星系類似於宇宙早時期形成的星系，早到大爆炸後僅1.5億年，一個被稱為再電離的時期。

再電離時期是早期宇宙的一個關鍵時期，它結束了“黑暗時代”，即第一批恆星誕生前的時代。當時宇宙是黑暗的，充滿了中性氫。隨後第一批恆星開始形成，來自第一批恆星的光產生了電離中性氫所需的高能光子。然而這些光子是如何在沒有被星際介質吸收的情況下脱離宿主恆星的，仍然是個謎團。此次對於“日爆弧”星系觀測數據的研究，將有助於揭開此謎團。