图源: NASA, ESA, CXC, NRAO/AUI/NSF, STScI, R. van Weeren (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), and G. Ogrean (Stanford University);

致谢: NASA, ESA, J. Lotz (STScI), and the HFF team.

通过捕获太空中的大量可见光，哈勃望远镜发现并绘制了宇宙中最庞大，也最遥远的星系的图像。

图源：美国宇航局/ STScI, of cluster MACS J0717.5+3745 in the optical, courtesy of Hubble Frontier Fields

然而，比起这些通过可见光揭示的星辰，宇宙中还有更多的天体无法通过可见光被人发现。

图解: NASA / STScI, of cluster MACS J0416.1-2403 in the optical, courtesy of Hubble Frontier fields

美国宇航局钱德拉天文台曾用能量谱的最高端——X射线绘制出宇宙中的过热化气体和等离子体。

图解: NASA/CXC/SAO/G.Ogrean et al., of galaxy cluster MACS J0717.5+3745 in the X-ray, courtesy of Chandra

当高速气态星云相撞时，它们的密度和温度都会急剧上升，释放出大量高能X射线。

图解: NASA/CXC/SAO/G.Ogrean et al., of galaxy cluster MACS J0416.1-2403 in the X-ray, courtesy of Chandra

在频谱的另一端，宇宙间的低能散射会出现在地球上的无线电频段里——或者被甚大天线阵所揭示

（注：甚大天线阵（Very Large Array , VLA）美国国家科学基金会的射电天文观测台。位于新墨西哥州索克洛，是截止目前世界上功能最强大的射电望远镜阵列）

图解: NRAO/AUI/NSF, of galaxy cluster MACS J0416.1-2403 in the radio, with data from the Very Large Array (VLA)

MACS J0416.1-2403（上图，无线电绘制）展示了早期阶段的大型星系之间的简单碰撞，而MACS J0717.5+3745（下图）情况就要复杂的多。

图解: NRAO/AUI/NSF, of galaxy cluster MACS J0717.5+3745 in the radio, with data from the Very Large Array (VLA)

这是有史以来发现的最大的宇宙“交通事故残骸”：一共有四个已确认的星系群同时产生碰撞。

图解: X-ray: NASA/CXC/SAO/G.Ogrean et al.; Optical: NASA/STScI; Radio: NRAO/AUI/NSF, of merging galaxy cluster in MACS J0717.5+3745.

通过将三个波段观测到的结果结合在一起，天文学家可以更好地推断物质的演变和分布。

图解: X-ray: NASA/CXC/SAO/G.Ogrean et al.; Optical: NASA/STScI; Radio: NRAO/AUI/NSF, of merging galaxy cluster in MACS J0416.1-2403.

最后，是引入引力透镜数据。

图解: X-ray: NASA/ CXC/UVic./A.Mahdavi et al. Optical/Lensing: CFHT/UVic./A.Mahdavi et al. (top left);

这组四格图绘制的的是在同一次星系碰撞中的引力透镜效应和X光数据，它们区分展示了暗物质（蓝色）和物质（粉色）。

综上，通过绘制可见光、X射线成像、无线电波和质量（引力透镜效应），我们可以更好地理解宇宙中庞大的天体们是如何生长和演化的。

相关知识

引力透镜效应（gravitational lensing），根据广义相对论，就是当背景光源发出的光在引力场（比如星系、星系团及黑洞）附近经过时，光线会像通过透镜一样发生弯曲。光线弯曲的程度主要取决于引力场的强弱。分析背景光源的扭曲，可以帮助研究中间作为“透镜”的引力场的性质。根据尺度与效果的不同，引力透镜效应可以分为强引力透镜效应和弱引力透镜效应。

图解：爱因斯坦十字原理

一般从数学上来讲，面质量密度（ {\displaystyle \kappa } \kappa）大于1的为强引力透镜区域，小于1的为弱引力透镜区域。在强透镜区域一般可以形成多个背景源的像，甚至圆弧（又称“爱因斯坦环”，Einstein Ring），而弱透镜区域则只产生比较小的扭曲。强透镜方法通过对爱因斯坦环的曲率和多个像的位置的分析，可以估计测量透镜天体质量。弱透镜方法通过对大量背景源像的统计分析，可以估算大尺度范围天体质量分布，并被认为是现在宇宙学中最好的测量暗物质的方法。

图解：钱德拉X射线天文台在哥伦比亚号航天飞机货舱内

钱德拉X射线天文台（英语：Chandra X-ray Observatory，缩写为CXO），是美国宇航局（NASA）于1999年发射的一颗X射线天文卫星，以美国籍印度物理学家苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡命名，为大型轨道天文台计划的第三颗卫星，目的是观测天体的X射线辐射。其特点是兼具极高的空间分辨率和谱分辨率，被认为是X射线天文学上具有里程碑意义的空间望远镜，标志着X射线天文学从测光时代进入了光谱时代。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. 提灯养草-forbes

如有相关内容侵权，请于三十日以内联系作者删除

转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处