2023年7月1日，歐洲太空總署（ESA）發射了歐幾裡得太空望遠鏡（Euclid），展開為期六年的任務，以高精度測繪宇宙，探索暗物質與暗能量的奧秘。在正式開始巡天觀測前，望遠鏡於2023年9月進行測試，並傳回一系列影像。在其中一張刻意失焦的測試影像中，天文學家意外發現了一個令人矚目的完美愛因斯坦環。這一發現促使進一步研究，最終確認這個極為罕見的環一直隱藏在一個相對鄰近的星系內。
該星系名為NGC 6505，距離地球約5.9億光年，從宇宙尺度來看可謂近在咫尺。然而，這次觀測卻是首次發現圍繞其核心的完整光環，展現了歐幾裡得望遠鏡的卓越解析能力。這個光環並非屬於NGC 6505，而是來自更遙遠的背景星系，其光線在傳播過程中受到前景星系重力的扭曲，形成了典型的強重力透鏡效應。根據測算，這個尚未命名的背景星系距離地球約44.2億光年，過去從未被觀測到。
圖說：由歐洲太空總署（ESA）歐幾裡得太空望遠所拍攝的NGC 6505星系，星系中心的光環是一個完美的愛因斯坦環範例。由於 NGC 6505 與該背景星系幾乎完美對齊，使得背景星系的光被彎曲並放大，形成壯觀的環狀結構。這一罕見現象最早由愛因斯坦在廣義相對論中預測。
圖說：NGC 6505 星系中心的特寫影像，由歐洲太空總署（ESA）的歐幾裡得太空望遠鏡捕捉到，其核心周圍可見明亮的愛因斯坦環。
根據廣義相對論，大質量天體的重力場會扭曲周圍時空，使光線彎曲，類似透鏡聚焦光線的效果，這種現象被稱為重力透鏡效應。當背景星系、前景星系與觀測者幾乎完美對齊時，背景星系的光會沿不同路徑繞過前景星系，形成環狀結構，這便是愛因斯坦環。
重力透鏡效應對天文學極具價值，不僅能發現遙遠星系，還可用來探測暗物質與測量宇宙膨脹歷史：
•發現遙遠星系：許多因距離過遠而無法直接觀測的星系，透過重力透鏡效應變得可見。
•探測暗物質：透鏡效應能顯示前景星系的質量分佈，其中包含不可見的暗物質。
•測量宇宙膨脹歷史：光線傳播的時間延遲可用於計算宇宙膨脹速率，進一步推算暗能量的影響。
圖說：當我們使用望遠鏡（Telescope）觀測遙遠的星系時，其光線在傳播過程中可能會遇到另一個遙遠星系（distant galaxy）。這個前景星系如同放大透鏡（Foreground galaxy acting as a magnifying lens），透過其重力彎曲穿越的光線，這種現象被稱為引力透鏡效應。如果背景星系、透鏡星系與望遠鏡完美對齊，影像將呈現環狀結構，這就是愛因斯坦環。
NGC 6505 早在1884年即已被發現並研究多年，但這次卻是首次確認其周圍存在重力透鏡效應，充分展現了歐幾裡得望遠鏡的觀測能力。未來，歐幾裡得將繪製超過三分之一天空的精確地圖，預計探測數十億個星系，最遠可達100億光年，並發現約10萬個強重力透鏡。相比之下，迄今已知的強重力透鏡數量不到1,000個，其中具備高解析度影像的更是寥寥可數。歐幾裡得望遠鏡的資料將徹底改變這一領域，供前所未有的觀測成果。（編譯 / 段皓元）
資料來源：ESO
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