確定要在宇宙大海撈針中找到一根針后，一對(duì)天文學(xué)家就穿越了夏威夷毛安凱的WM凱克天文臺(tái)的舊數(shù)據(jù)和NASA錢(qián)德拉X射線天文臺(tái)的舊X射線數(shù)據(jù)，以解開(kāi)圍繞明亮，鏡頭，嚴(yán)重遮蓋了類星體。

這個(gè)天體是一個(gè)活躍的星系，它由于吞噬黑洞而散發(fā)出巨大的能量，它本身就是一個(gè)令人興奮的物體。找到一個(gè)重力透鏡透鏡，使它看起來(lái)更亮，更大，這異常令人興奮。雖然目前已知略有200多個(gè)帶鏡的模糊類星體，但發(fā)現(xiàn)的帶鏡的模糊類星體的數(shù)量只有一位數(shù)。這是因?yàn)檫M(jìn)給的黑洞攪動(dòng)了氣體和灰塵，掩蓋了類星體，使其難以在可見(jiàn)光測(cè)量中檢測(cè)到。

研究人員不僅發(fā)現(xiàn)了這種類型的類星體，還發(fā)現(xiàn)該物體恰好是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的愛(ài)因斯坦環(huán)，名為MG 1131 + 0456，該環(huán)于1987年在新墨西哥州的超大型陣列射電望遠(yuǎn)鏡中被觀測(cè)到。值得注意的是，盡管經(jīng)過(guò)了廣泛研究，類星體的距離或紅移仍然是一個(gè)問(wèn)號(hào)。

美國(guó)國(guó)家航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室高級(jí)研究科學(xué)家，研究的作者丹尼爾·斯特恩說(shuō)：“當(dāng)我們更深入地挖掘時(shí)，我們驚訝地發(fā)現(xiàn)，如此著名而明亮的源頭從來(lái)沒(méi)有測(cè)量出距離。” “保持距離是進(jìn)行各種其他研究的必要的第一步，例如，將透鏡用作測(cè)量宇宙膨脹歷史的工具以及作為暗物質(zhì)探測(cè)的工具。”

斯特恩(Stern)和合著者多米尼克·沃爾頓(Dominic Walton)是英國(guó)劍橋大學(xué)天文學(xué)院(ST)的STFC歐內(nèi)斯特·盧瑟福研究員(Ernest Rutherford Fellow)的合著者，他是第一個(gè)計(jì)算類星體距離的人，該距離是100億光年(或z = 1.849的紅移)。 )。

結(jié)果發(fā)表在今天的《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》上。

“整篇論文對(duì)我來(lái)說(shuō)都有些懷舊，讓我回想起我職業(yè)生涯初期的那段時(shí)光，當(dāng)時(shí)我還在讀研究生。當(dāng)?shù)谝淮伟l(fā)現(xiàn)這枚愛(ài)因斯坦環(huán)時(shí)，柏林圍墻仍在上升，所有數(shù)據(jù)我們的論文中提出的是上一個(gè)千年。”斯特恩說(shuō)。

MG 1131 + 0456的無(wú)線電圖像，是第一個(gè)已知的愛(ài)因斯坦環(huán)，于1987年使用甚大陣列觀測(cè)到。信用：VLA

方法

在研究時(shí)，由于冠狀病毒大流行，關(guān)閉了環(huán)繞地球的望遠(yuǎn)鏡(凱克天文臺(tái)自5月16日起重新開(kāi)放);斯特恩(Stern)和沃爾頓(Walton)充分利用自己在家里的時(shí)間，通過(guò)結(jié)合NASA的廣域紅外測(cè)量瀏覽器(WISE)的數(shù)據(jù)來(lái)尋找具有引力透鏡，被嚴(yán)重遮擋的類星體，從而創(chuàng)造性地保持科學(xué)發(fā)展。盡管灰塵在可見(jiàn)光測(cè)量中掩蓋了大多數(shù)活躍的星系，但在紅外測(cè)量中(如WISE提供的)，遮蓋灰塵會(huì)使此類源非常明亮。

盡管類星體通常距離很遠(yuǎn)，但天文學(xué)家可以通過(guò)引力透鏡探測(cè)到它們，這種現(xiàn)象就像大自然的放大鏡一樣。當(dāng)距離地球更近的星系充當(dāng)鏡頭并使它后面的類星體看起來(lái)特別明亮?xí)r，就會(huì)發(fā)生這種情況。較近的星系的引力場(chǎng)本身會(huì)扭曲空間，從而彎曲并放大了背景中類星體的光線。如果對(duì)準(zhǔn)恰好正確，則會(huì)創(chuàng)建一個(gè)稱為愛(ài)因斯坦環(huán)的光圈，這是阿爾伯特·愛(ài)因斯坦1936年所預(yù)測(cè)的。更典型地，重力透鏡將導(dǎo)致背景對(duì)象的多個(gè)圖像出現(xiàn)在前景對(duì)象周圍。

一旦斯特恩和沃爾頓用WISE重新發(fā)現(xiàn)了MG 1131 + 0456并意識(shí)到其距離仍然是個(gè)謎，他們仔細(xì)地梳理了凱克天文臺(tái)檔案館(KOA)的舊數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)天文臺(tái)在1997年至2007年之間使用低分辨率觀測(cè)了七次類星體Keck I望遠(yuǎn)鏡上的成像光譜儀(LRIS)以及Keck II望遠(yuǎn)鏡上的近紅外光譜儀(NIRSPEC)和Echellette光譜儀和成像儀(ESI)。

沃爾頓說(shuō)：“我們能夠從1997年3月在天文臺(tái)成立之初的凱克最早的數(shù)據(jù)集中提取距離。” “我們感謝凱克和美國(guó)宇航局的共同努力，向世界公開(kāi)提供了超過(guò)25年的凱克數(shù)據(jù)。如果沒(méi)有這一點(diǎn)，我們的論文將是不可能的。”

該小組還在任務(wù)發(fā)射的第一年，從2000年錢(qián)德拉X射線天文臺(tái)分析了NASA的檔案數(shù)據(jù)。

下一步

有了MG 1131 + 0456的距離，沃爾頓和斯特恩就可以精確地確定透鏡星系的質(zhì)量，并使用Chandra數(shù)據(jù)強(qiáng)有力地確認(rèn)了類星體的模糊性質(zhì)，從而準(zhǔn)確確定了我們與其發(fā)光的中央?yún)^(qū)域。

斯特恩說(shuō)：“我們現(xiàn)在可以充分描述這種愛(ài)因斯坦環(huán)的獨(dú)特，偶然的幾何形狀。” “這使我們能夠進(jìn)行后續(xù)研究，例如使用即將推出的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡來(lái)研究透鏡星系的暗物質(zhì)特性。”

沃爾頓說(shuō)：“我們的下一步是找到比MG 1131 + 0456更模糊的透鏡類星體。” “發(fā)現(xiàn)這些針將變得更加困難，但是它們?cè)谀抢锏却话l(fā)現(xiàn)。這些宇宙寶石可以使我們對(duì)宇宙有更深入的了解，包括進(jìn)一步了解超大質(zhì)量黑洞如何生長(zhǎng)并影響其周圍環(huán)境。”沃爾頓說(shuō)。