韋伯發現扭曲的星系描繪出宇宙問號

約 70 億年前，宇宙恆星形成達高峰後開始減緩，銀河系當時可能長成怎麼樣？天文學家用韋伯太空望遠鏡發現宇宙「問號」，是因距離罕見對齊造成。研究員發現，在可觀察的宇宙，類似重力透鏡配置只出現三、四次，這次發現非常令人興奮，展示韋伯望遠鏡的強大，往後或可發現更多類似例子。

雖然哈伯望遠鏡觀測過這區域，但形成問號形狀的紅色星系只有韋伯才觀測顯現，因哈伯探測到的光波長會被宇宙塵埃擋住，韋伯紅外線探測器能穿透塵埃，捕捉到更長波長的光。天文學家用兩台望遠鏡觀察星系團MACS-J0417.5-1154，因質量非常巨大，能扭曲時空結構如放大鏡，讓天文學家得以看到星系團後方更遙遠星系的更多細節，但這種扭曲也會使星系影像變模糊，導致天空形成弧形甚至重複出現，就是所謂重力透鏡效應。

▲ 韋伯拍攝兩個遙遠、相互作用星系，一是正面螺旋星系和側面看的紅色灰塵星系（出現多次），在天空描繪出熟悉的形狀。（Source：詹姆斯·韋伯太空望遠鏡）

韋伯發現的紅色星系，以及哈伯偵測到與其互動的螺旋星系，正以不尋常的方式放大扭曲，需遠處星系、透鏡和觀察者之間非常稀有的排列，稱之為「雙曲面重力透鏡」（hyperbolic umbilic gravitational lens）。這也解釋了為什麼韋伯影像可看到這對星系的五個影像，四個影像描出問號上半部，問號下方小點是不相關星系，僅恰好在地球視角位置。

研究員表示了解星系恆星形成時間、地點和方式，對了解星系如何隨宇宙歷史演變至關重要，同時用哈伯紫外線數據和韋伯紅外線數據顯示新恆星在星系形成的位置。這些星系恆星形成非常普遍，光譜資料也證實新發現塵埃星系與面對地球的螺旋星系距離相同，很可能開始互相作用。

問號面對的兩個星系都在幾個緻密區域顯示活躍的恆星形成，可能是因兩個星系間氣體碰撞造成。這兩個星系形狀並沒有顯著改變，所以我們可能看到它們相互作用的開始。這些星系是數十億年前恆星形成達最高峰時所看到，質量與銀河系當時質量相近，韋伯使我們得以研究銀河系青少年時期長什麼樣子。論文發表於《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》期刊。