北京
“在JWST之前，我們不可能在早期宇宙中進行這種水平的科學研究。”天文學家的這句感嘆，指向了一個讓研究者感到困惑的發現。
借助詹姆斯·韋伯空間望遠鏡（JWST），天文學家在“宇宙正午”時期觀測到一個質量巨大且高度致密的星系團。這個編號為XLSSC 122的星系團首次發現于2014年，但在JWST數據中立刻吸引了研究團隊的注意——它過于龐大、過于集中，形態上更接近那些距離銀河系近得多的星系團。然而，我們看到的是它大約104億年前的樣子，也就是大爆炸后僅34億年左右。按照現有理論，這種結構的星系團在那個時期才剛開始組裝。
加州理工學院的研究團隊領導人凱爾·芬納在一份聲明中描述了首次收到JWST圖像時的反應：“當我們從JWST拿回那些首批圖像時，我們說，‘哇，快看這個，這個星系團產生了強烈的引力透鏡效應！’”XLSSC 122由此創下了一項紀錄：它成為顯示強引力透鏡效應的最遙遠星系團。
引力透鏡效應這一概念，最早由阿爾伯特·愛因斯坦在1915年發表的廣義相對論中預言。廣義相對論指出，具有質量的物體會使時空結構發生彎曲。可以想象在拉緊的橡膠膜上放一個保齡球，膜面會凹陷——引力就源于這種彎曲。物體的質量越大，時空彎曲就越極端，引力影響也越強。
這種彎曲還有一個附帶效果。光通常沿直線傳播，但時空本身就是它運行的軌道。如果時空彎曲了，光的路徑也會隨之彎曲。光經過大質量物體附近越近，偏折就越明顯。這意味著，當像XLSSC 122這樣的大質量天體處于地球和一個更遙遠光源之間時，背景光源發出的光會根據圍繞中間天體所走路徑的不同，在不同時間到達我們的望遠鏡。這種效應放大了背景光源的光，JWST團隊正是利用這一點，在研究古老星系方面取得了顯著效果。
哈勃空間望遠鏡此前也曾研究過XLSSC 122，但未能捕捉到顯示它是一個強引力透鏡的圖像；確認這一點需要JWST那極強的觀測能力。這個早期星系團的強透鏡效應，還可能有助于解開暗物質之謎。暗物質之所以難以直接觀測，恰恰因為它不與光發生作用——
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