觀測數十億光年外星系的個別恆星一直是天文學的大挑戰。如今韋伯太空望遠鏡透過重力透鏡效應,讓天文學家首度在距地球約 65 億光年的星系辨識破紀錄的 44 顆恆星,為探索暗物質及星系結構提供新研究方法。
▲ 因受距地球約40億光年的Abell 370星系團重力透鏡影響,某些位於星系團後方的背景星系扭曲成數條發光弧狀影像,包括中央左下方的「龍弧」星系。(Source:NASA)
這些恆星位於「龍弧」(Dragon Arc)星系,此星系影像受Abell 370星系團重力透鏡效應影響,亮度增強且放大拉伸成長弧形,讓韋伯望遠鏡能逐一解析個別恆星。這是天文學家首次在如此遙遠星系,觀測研究大量恆星,並解析星系暗物質分布。
▲ 藉由星系團漂流恆星與暗物質的重力微透鏡效應,將位於星系團後方遙遠星系的恆星光線亮度放大數倍。(Source:Fudamoto Yoshinobu)
▲ Abell 370星系團放大影像呈現中央下方,受重力透鏡影響呈扭曲弧狀的「龍弧」星系影像,研究發現的44顆恆星均來自於此。(Source:NASA)
團隊發現的恆星,多為演化末期的紅超巨星。對比過去僅能辨識出高溫的藍超巨星,韋伯望遠鏡優異的紅外波段觀測能力,讓天文學家能在尋找重力透鏡效應放大的星系團背景星系過程,意外發現大量低溫恆星,也將為星系演化提供關鍵新數據。由於遙遠星系通常呈現模糊光斑形狀,要從影像分析出個別恆星十分困難。然而透過力透鏡效應增強遠處星系光線的亮度,讓韋伯望遠鏡解析遙遠恆星。團隊表示過去觀測,通常每個星系僅能解析一兩顆恆星,但如果要深入研究星系恆星族群分布,就需要更多個別恆星數據。
團隊將利用韋伯望遠鏡,研究更多龍弧星系恆星,並期待解析約數百顆恆星細節。這些資料不僅有助探索星系形成與演化,更能提供重力透鏡結構及暗物質等研究使用,對觀測遙遠宇宙恆星有重大貢獻。