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NASA发现宇宙中微笑的“柴郡猫”

“柴郡猫”星系群，背景星系被“猫眼”周围暗物质扭曲光线形成了圆弧形的“猫脸”。右下角是《爱丽丝漫游奇境记》里咧着嘴笑的柴郡猫

注：柴郡猫是《爱丽丝漫游奇境记》中一只喜欢咧着嘴笑的猫。近日，天文学家在宇宙发现了一个形似“柴郡猫”轮廓的星系群，“猫脸”轮廓是附近暗物质扭曲了背景星系光线形成的，非常神秘。

　　100 年前的这个月，爱因斯坦发表了他的广义相对论，这是上世纪最重要的科学成就之一。爱因斯坦相对论的一个重要结论就是：物质可以扭曲时空。因此一个大质量的天体可以将背景天体发出的光线扭曲，这是我们可以观测到的。

　　在一次发生日食的过程中，我们观测到遥远背景恒星发出的光经过太阳附近所发生的偏移，与计算预测的相符合，这恰好证实了爱因斯坦相对论的正确。天文学家已经在宇宙中发现了很多这种现象的例子，这种现象被称为“引力透镜”，它为天文学家提供了一种研究遥远星系与星系群的方法。如果没有引力透镜，即使是最强大的望远镜也无法了解这些极其遥远的星系。

　　即使已经过去 100 年，爱因斯坦的理论让我们对这个“柴郡猫”星系群有了新的发现。天文学家以《爱丽丝漫游奇境记》中的“柴郡猫”来命名这个星系群，在小说里这只猫据说总是在微笑，而这个星系群恰好形似猫的笑脸。

　　事实上，“柴郡猫”星系群的那些形似猫脸的轮廓，大部分是被附近暗物质扭曲了光线所造成的。暗物质是一种质量很大，但我们却无法直接观测到的天体，但可以通过它引发的引力效应证明其存在。

　　图片中所见的“猫眼”和“猫鼻”，已被证实其周围围绕着暗物质，是它扭曲了遥远背景星系的光线。四条圆弧形的“猫脸”轮廓，是引力透镜扭曲了“猫眼”背后的四个不同星系所产生的。

　　这张“柴郡猫”星系群的照片是由哈勃太空望远镜拍摄的。每个“猫眼”都是各自所在的星系群里最明亮的成员，这两个星系群正以每小时 50 万千米的速度互相靠近。根据美国宇航局钱德拉X射线望远镜的观测数据，显示图中紫色部分有被加热到数百万度的高温气体的存在，说明这两个星系群里的成员正发生碰撞。钱德拉望远镜的数据也表明，左边“猫眼”星系群中央存在一个活跃的超大质量黑洞。天文学家预测两只“猫眼”将在十亿年后合并成一个巨型星系，并在周围形成数十个更小的星系。

　　天文学家认为，“柴郡猫”星系群就像一个展示宇宙星系演化的“活化石”，包含一个巨型的椭圆星系与其他更小更暗的、聚集在一起的小星系群。“柴郡猫”星系群可能是宇宙星系演化过程中的一个必经阶段，天文学们希望能够更好地了解这一星系群的特性与运转方式。

　　有关“柴郡猫”星系群的论文最近发表在了《天文物理期刊》上，并在网络上出现。

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