用引力透镜系统“看”宇宙再电离时期

近日，利用哈勃太空望远镜，天文学家观测到宇宙遥远区域的一个星系，该星系在夜空中出现了12个像。这一独特的景象是由强引力透镜效应产生的，它帮助天文学家更好地理解宇宙的再电离时期。

这个绰号为“日爆弧”的星系距离地球约110亿光年，被46亿光年外的巨大星系团“放大”成多幅图像。如果星系团的质量足够大，将会弯曲和放大来自其后面较远星系的光线。该过程不仅导致来自后方星系的光变形，而且会帮星系“画”出多个像。此次“日爆弧”星系就因引力透镜效应形成了12幅“肖像”。

引力透镜效应可以将“日爆弧”星系的亮度提高10到30倍。也正是因此，哈勃太空望远镜才有机会详细观测那些远距离星系的结构。观测表明，“日爆弧”星系类似于宇宙早时期形成的星系，早到大爆炸后仅1.5亿年，一个被称为再电离的时期。

再电离时期是早期宇宙的一个关键时期，它结束了“黑暗时代”，即第一批恒星诞生前的时代。当时宇宙是黑暗的，充满了中性氢。随后第一批恒星开始形成，来自第一批恒星的光产生了电离中性氢所需的高能光子。然而这些光子是如何在没有被星际介质吸收的情况下脱离宿主恒星的，仍然是个谜团。此次对于“日爆弧”星系观测数据的研究，将有助于揭开此谜团。