文：Maggie
由美國太空總署（NASA）主導的太空望遠鏡（ James Webb Space Telescope）最近拍下星系團 MACS J0454.1-0300，除了密密麻麻的星系，還可以看到不少橙紅色光芒被拉長、變彎，部分甚至像同一個星系重複出現幾次。
▲‘Galaxies in a cosmic house of mirrors’ — Webb 太空望遠鏡拍攝的 MACS J0454.1-0300 | Credit: ESA/Webb,
NASA & CSA, L. Furtak, S. Fujimoto
這些奇怪形狀並不是拍攝失誤，而是「重力透鏡效應」（Gravitational Lensing）造成。
宇宙中的天然「放大鏡」
重力透鏡並不是太空中真的有一塊巨大鏡片。按照愛因斯坦的廣義相對論（General Theory of Relativity），質量巨大的天體會令周圍的時空（Spacetime）彎曲，光線經過附近時，行進路徑亦會受到影響。
當一個巨大星系團剛好位於我們與更遙遠的星系之間，它便會扭曲後方傳來的光線。結果在我們眼中，遠方星系可能被拉成弧線，甚至同時出現多個影像，看起來就像經過一塊巨型透鏡。
一個星系為何可以變成四個？
重力透鏡除了會把星系拉成弧形，還可能出現另一個更有趣的情況：同一個天體可以同時出現多個影像。原因並不是星系真的分裂了，而是後方星系發出的光，可以沿不同路徑繞過前方星系團，最後再抵達地球。結果就像從幾個不同方向同時看到同一個物件，形成兩個、四個甚至更多影像。
要出現四個或以上影像，背景天體、前景星系團以及觀測者之間的位置，加上星系團本身的質量分布，都要配合得相當準確。歐洲太空總署指出，這種情況只會在約 10% 至 20% 的星系團中看到。
今次 Webb 在 MACS J0454.1-0300 中更一次找到兩組這類罕見排列，是首次在同一個星系團中發現多於一次這種現象。當中一組影像來自大爆炸後約 20 億年的一群星系，另一個星系更可追溯至大爆炸後約 8 億年。
同一片天空，Webb 多看到數百個星系
這個星系團其實並非第一次被拍攝，太空望遠鏡 Hubble 早在 2014 年已經留下影像。相隔多年再由 Webb 觀測，同一片天空卻多出了數百個星系。
▲2014 年 Hubble 太空望遠鏡拍攝的 MACS J0454.1-0300 | Credit: ESA/Hubble & NASA, Acknowledgement:
Nick Rose
當然，並不是這些星系近年才突然出現，而是 Webb 對較長波長的光線，尤其紅外線更加敏感，因此能夠捕捉到更多來自遙遠宇宙的微弱光線。
對有攝影習慣的讀者來說該不難理解，就像同一個場景，使用不同感光能力和觀測波段的器材，最後能記錄到的資訊亦可以完全不同。今次 Webb 所看到的不只是更多星系，亦讓原本隱藏在黑暗中的遙遠天體重新浮現。
資料及圖片來源：NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope
