宇宙遼闊神秘
揭開宇宙奧秘，可以用哈伯這樣的望遠鏡 不過大自然還有一套自己的絕招 好幫忙我們更深探索宇宙
這種光線的把戲，意味著 要看到極遙遠星系的極微弱光線
這也是看見它們的唯一辦法
第70集：探窺宇宙更遠邊境
主講人：Dr J (Dr Joe Liske)
大家好，歡迎收看Hubblecast
哈伯望遠鏡仍不斷地取得宇宙最深處的圖像
但圖像再怎麼出色，力所不及的遺憾難免
有些星系實在太遙遠，因此光太微弱 即使拍攝極深空，也捕捉不到它們
怎麼辦？
建造更大的望遠鏡？ 或者可以善用，一種大自然具備的望遠鏡
一種叫做重力透鏡的現象
舉星系當例子
星系裡包括著恆星、氣體、暗物質、塵埃
整體星系以極大的重力
影響所在區域
並扭曲周圍空間結構
不僅星系有如此效應
任何具有質量的天體都以重力扭曲周圍空間 從大星系團到個別恆星皆然
太空中，光沿直線行進
但是，什麼叫「直線」？
即兩點之間的最短距離
但在彎曲空間中 兩點之間最短距離 按我們所看，並不一定是直線
意思是，當光線貼近經過某個 彎曲周圍空間的大質量天體時 光線也是彎曲的
結果，此天體，或更精確應稱為 「天體周圍因其重力產生的彎曲空間」
就像個透鏡
這個重力透鏡把光線偏折進入到我們的望遠鏡中 若非如此，此天體也不可能在我們眼前出現
這個偏折意味著遙遠而微弱天體可 從離我們較近的某「透鏡」的邊緣去偷看到
雖然看起來樣子和原本不太像
我們所看到的遙遠星系 經透鏡作用後，變成天空中的一條弧形
像在這個星系團邊緣上的弧，並非照相機故障 而是另一更遙遠的星系在此變形，但也變得可見了！
或者，如果大家都完美配合 我們將看到「圓環狀的光」包住前景裡的巨大星系
這種完美的環也稱為「愛因斯坦環」 - 因極罕見，在可見光波段只被觀測到少數幾次
幾年前，哈伯望遠鏡觀測到更罕見的宇宙巧合
難置信的「雙環」！ 哈伯看到的不僅是兩個星系對齊在視直線上
而是一共三個星系的對齊 其中一個離我們較近
透鏡作用常搞出怪異有趣的形狀
譬如 Abell 68 星系團 這張由哈伯望遠鏡拍到的圖像
在圖的中央位置，影像遭變形 其中天體皆略呈長條狀，因受星系團「透鏡」化
但仔細看左上方，竟然還有個太空入侵者！
這個被變形的星系其實是同時出現兩次
光在抵達離我們較近的橢圓星系時 光路一分為二，一左一右
重力透鏡不僅會扭曲背景源圖像 將之形狀變成有趣
實際上還讓光源星系變得更亮
意味著利用重力透鏡時我們實際上能看到光線更弱，亦即更遙遠之天體
本來是我們無緣能見的
此外，圖像放大了，我們也可看到更多細節 - 就像我們在用放大鏡那樣
重力透鏡最迷人的的效應，尚不止於此
譬如這5個哈伯在2006年時拍攝到的類星體
他們看來長得那麼相似，又那麼近...... 也未免太相似了吧
其實，這不是「類星體五胞胎」，而是同一個類星體在五個時間點被看到五次
在前景的一個星系，成為透鏡
新奇古怪之餘，「多重分身影像」對天文學家極為有用 讓我們能認識遠方天體發出的光如何行進並抵達這裡
外貌怪異的宇宙變形怪 可用來探索重力透鏡的特徵
以及探知宇宙本身的特性 - 例如 宇宙正在膨脹
始於2013年10月的 哈伯「宇宙邊境觀測」計畫
綜效運用了光的重力透鏡 與哈伯的集光力 讓我們來更深地鑽研遙遠宇宙
看好了喔!
以上就是 Dr J 為大家帶來的本集Hubblecast 感謝大自然提供的意外情節 總是超出我們最大膽的想像
Hubblecast 由「ESA /哈伯團隊」 於歐南天文臺位於德國的總部製作
「哈伯計畫」為國際合作計畫 由「美國航太總署」與「歐洲太空署」同盟
網址：www.spacetelescope.org
原文逐字稿由ESA/Hubble提供 Lauren Huang 譯