这张照片值100亿！凭什么？

但是，问题是，为什么这张照片看起来这么乱mdashmdash这里的头像是什么。

实际上，这张照片描绘的是一个名为SMACS 0723.3—7327的星系团，距离我们69亿光年这张照片充满了有趣的细节，可以说是一件具有里程碑意义的重要艺术品

如果我们拿出精力来欣赏不朽名作《清明上河图》的话，那就让我们仔细看看这部在盛夏节气之后上映的吧酷暑和天空图还可以看到有趣的细节，沉浸其中

01

浅弧形

先说一些不显眼的地方酷暑和天空图有很多丰富多彩的亮点，但在相对黑暗的地方也有精彩的细节。

在图1中，您可以看到一些浅弧线虽然他们是Rdquo，但和照片中最惊人的巨大引力弧一样，是星系团产生的引力透镜效应的杰作

图1

你可能听说过，根据广义相对论，引力可以弯曲光At 酷暑和天空图SMACS 0723.3—7327的中部是星系团的中心区域巨大质量的星团带来的显著引力效应使一些经过这里并撞击我们的电磁波发生偏转，产生了这些浅弧

可以弯曲光线的惊人引力效应并不主要是由你在照片中看到的明亮星系引起的事实上，这个星系团位于天文学家所说的暗物质在巨大的无形物质聚集中，其规模远大于整张照片描述这些暗物质的分布也是天文学家的重要任务之一

在天文学家眼中，弯曲的弧线就像池塘里慢慢游动的锦鲤，暗物质就是池塘里的水我们看不到清澈见底的池水，但我们知道池水介于锦鲤和锦鲤之间mdash每一条锦鲤，天文学家对黑暗宇宙的认识，都能多加一分

02

由lsquoRsquo银河

图2中的曲线结构是酷暑和天空图电影里最吸引眼球的。

上面提到的暗物质的引力透镜效应可以把背景星系塑造成各种独特的形状

图2

可是，更有趣的是其中的科学细节图中用橙色标记的两个扭曲的星系，似乎在尽力避免触碰到旁边的白色星系这看起来很Rdquo态度也和暗物质有关

在那些白色的星系周围，有着各自命运的主人，暗物质晕这些比星系团暗物质晕还小的结构，迫使橘色星系发出的光绕过去，形成扭曲的外观这种结构让天文学家可以在星系团的暗物质晕中看到Rdquo观察尺度的逐渐缩小也可以帮助我们一点点接近什么是暗物质这个问题的答案

03

珍珠般的高光

图3中的区域很小，但如果放大，可以看到一些珍珠般的亮点散落在星系周围这些珍珠实际上是宇宙中早期星系中诞生的一系列年轻星团

图3

此前，天文学家不具备直接观测这些的良好条件，珍珠现在他们还可以详细研究遥远星系中恒星的繁殖。

此外，还有前面的锦鲤的Rdquo同样，每个珍珠所有这些都为绘制暗物质地图提供了额外的路标它们的精确位置可以告诉天文学家暗物质是如何在比单个星系更小的尺度上分布的有更详细的结构吗这些问题长期困扰着天文学家

04

对称星系

如果你能放大图4中的区域并仔细观察，你可能会注意到这个星系似乎是两侧对称的。

图4

在放大的图像上，我用虚线标出了对称轴你看，这个对称轴的两边，箭头所指的亮点是完全对称的吗

这种对称模式并不是这个星系的真实性质其实是因为刚好在引力透镜在质量分布的特定位置形成特殊折叠光弧

05

点朱砂

图5中的两个区域各有一个鲜红的小点，美得像一点朱砂需要再次提醒一下，这张照片的波段不在可见光范围内，图中所有的颜色都是制作方后期上色的结果

图5

但是，填充的颜色仍然具有物理意义这两个点朱砂这是许多天文学家的梦想:鲜红的颜色意味着他们所有的辐射都集中在波长最长的红外波段，这是非常早期宇宙中星系的典型观测特征

他们出生在仅有1—2亿年历史的婴儿宇宙的现状，，离地球极其遥远，所以它们的光线极其暗淡mdashmdash只有借助类似星系团的宇宙放大镜才能看到。

06

椭圆星系

图6

在它们奶油般温和的颜色和平静的外表下，100多亿年来，它们一直是星系间无尽的弱肉强食频繁反复的星系合并，终于堆砌出了这个庞然大物

再仔细一点，也许你会注意到银河丝般的光芒中隐约可见的星星其实它们是球状星团，是只能在远古时代独特环境下形成的恒星系统，见证了剧烈的恒星形成活动时至今日，星系中的造星活动已经完全熄灭，只有随处可见的球状星团还在诉说着当年的辉煌

实际上，这个在JWST看起来很RdquoLdquo酷暑和天空图天文学家可以找到至少10，000个星团，如图6所示宇宙诞生期间，宏大而热烈的局面可见一斑

07

漂浮水母

图7看起来像漂浮在黑暗空间的水母右下角的星系类似于水母的头部，而左上角的絮状结构类似于水母的触角

图7

一眼望去，优雅美丽Rdquo实际上反映了星系团极其残酷的一面:高温等离子体逐渐剥离星系中的气体，分散的气体最终形成一条条的结构，看起来像水母的触角这个过程叫做剥离

它的效果可以自己演示一下:想象一下，当你在一个无风的体育馆里跑步，一叠报纸敞开着，迎面而来的气流把这叠报纸一张一张地撕开，扔掉这是因为奔跑的速度使得空气分子对报纸施加了足够的压力来克服重量和摩擦力在星系团中，类似的过程继续发生

08

旋涡星系

在此酷暑和天空图公园里有太多美好的事物这样，那些Rdquo而星系则相反，没有表现出任何特征，容易被忽略

但是当你看着他们的时候，你会发现每个星系都有自己独特的性格，就像《清明上河图》里很多鲜活的人物一样其中，数量最多的是图8中不同类型的旋涡星系

图8

它们的旋臂或慷慨，或张扬，或因张力而扭曲，描绘了银河系生态系统的蓬勃生机作为一个天文学家，看到螺旋星系总会觉得很亲切，因为我们生活的宇宙岛就是这样一个普通的螺旋星系

09

模糊lsquo影子rsquo

比图8中的螺旋星系更不显眼的是图9中的模糊影子，。

图9

这些阴影被称为低亮度星系它们之所以这么暗淡，是因为里面的星星非常稀疏很难观察到它们mdash即使使用历史上最强大的太空望远镜JWST，仍然很难观察到它们

可是，最近几年来，天文学家已经意识到这些家伙在星系团中是不可或缺的它们独特的外观很可能是由于孕育它们的暗物质晕的特殊性质或者一些特殊的物理过程现在，天文学家对这些阴影知之甚少，但它们一定有很大的科学潜力

事实上，在图像的低亮度区域还有很多我们不知道的天体比如图9最右边的露出他的牙齿许多有经验的天文学家对它的结构感到困惑

这是一个被引力透镜扭曲的极度延伸的星系吗还是一个正在瓦解的星系的残骸目前没人知道原因，伴随着进一步的观察，类似的谜题会越来越多

10

星际之光

中的图10，酷暑和天空图原图中是最大的结构，表面亮度低可以说是最不显眼的区域了可是，当我们拿出米托工具并大力增加对比度时，我们可以在星系的两端看到两个模糊的光

图10

不要怀疑自己的眼睛，这才是真正的星际之光，这是星系团建造历史的见证每当一个星系落入一个星系团，在被瓦解和吞噬的过程中，会有一些恒星被剥离，在星系间游荡

经过无数次合并，这些孤魂野鬼也能积累足够的质量模糊团光它象征着光明与黑暗世界的界限它们不仅是研究星系团组装历史的重要线索，也是天文学家描述暗物质分布的路标

作为面向公众的艺人，JWST的第一部作品酷暑和天空图已经这么神奇了未来更成熟的创作会有多惊艳让我们拭目以待

刘茜北京天文馆研究员

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