浙江
一个异乎寻常的“爱因斯坦十字”。
异乎寻常的“爱因斯坦十字”。除了通常的四个像，其中心还有奇怪的第五个像。
Nicolás Lira Turpaud（ALMA Observatory） / Pierre Cox
法国国家科研中心的Pierre Cox在看到北部扩展毫米波射电望远镜阵列（Northern Extended Millimeter Array）传回的图像时不敢相信自己的眼睛——深空中一个名为HerS-3的星系影像竟然被投射成了十字。
这是引力变的戏法——虽然罕见，却也在可以理解的范围内。距离遥远的星系或类星体发出的光，在掠过质量巨大的天体时，行进路线会受这个天体引力场影响而发生弯曲。如果天体和观测者的空间排列恰到好处，当这些光到达观测者眼中后，就会形成四个独立影像，分列在前景天体的四个象限上，看上去就像一个十字。
这就是所谓的“爱因斯坦十字”。但这个十字却有些异常。因为Cox在其中心点附近，看到了诡异的第五个像。
起初Cox和他的同事们还以为是仪器出了故障，但后来发现并非如此——因为远在智利阿塔卡玛沙漠中的欧洲南方天文台大型毫米/亚毫米波射电望远镜阵列也拍到了。
人们被这第五个像搞糊涂了。“爱因斯坦十字”理论上只会形成四个像。中心点附近要么是前景天体，要么是漆黑一团——被投射成十字的背景星系亮度会被增强，而这通常会使其与前景构成明显的反差。
但这个十字中心出现的，却是背景星系的第五个像。分析结果确认，构成这个像的每一个光子，都来自大约116亿光年外的HerS-3。
计算机模拟结果显示，这个奇怪的现象或许只有用HerS-3和地球之间存在一个巨大的暗物质晕才能解释得通。
尽管哈勃太空望远镜发现，在HerS-3和地球之间，在大约78亿光年远处，存在一个由四个可见星系组成的星系群，但分析结果表明仅包含这四个星系的透镜模型不足以准确再现观测结果。
而当人们在该星系群最亮星系的东南侧引入第五个看不见的质量点后，重建结果却能精确匹配HerS-3五个像的所有特征。
HerS-3星系在“爱因斯坦十字”中形成了五个像。G1至G4为前景透镜星系群中的四个可见星系。黄色星标为不可见的暗物质晕所在位置。
Pierre Cox / ALMA（ESO / NAOJ / NRAO）/ NOEMA
暗物质不发射光，不反射光，也不吸收光；它只产生引力，只通过引力和外部世界沟通。
科学家其实根本不知道它是什么。有人认为它是一种奇特的粒子，有人认为它是经典理论的谬误，甚至有人认为它是高维世界在三维宇宙里的影子……
但不管它是什么，也唯有它才能解释，为什么我们在获得一个“爱因斯坦十字”的同时，却还能在十字中心看到背景星系的第五个像。
“爱因斯坦十字”是“引力透镜”的一个特例，而现在这个透镜有了一块完全透明的镜片。或许这块镜片后面有一只窥视我们——就像我们现在正在窥视它们——的眼睛。
HerS-3“爱因斯坦十字”形成原理。Nicolás Lira Turpaud / Pierre Cox / ALMA（ESO / NAOJ / NRAO）
参考
HerS-3: An Exceptional Einstein Cross Reveals a Massive Dark Matter Halo
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/adf204
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