確定要在宇宙大海撈針中找到一根針后，一對天文學(xué)家就穿越了夏威夷毛安凱的WM凱克天文臺的舊數(shù)據(jù)和NASA錢德拉X射線天文臺的舊X射線數(shù)據(jù)，以解開圍繞明亮，鏡頭，嚴重遮蓋了類星體。

這個天體是一個活躍的星系，它由于吞噬黑洞而散發(fā)出巨大的能量，它本身就是一個令人興奮的物體。找到一個重力透鏡透鏡，使它看起來更亮，更大，這異常令人興奮。雖然目前已知略有200多個帶鏡的模糊類星體，但發(fā)現(xiàn)的帶鏡的模糊類星體的數(shù)量只有一位數(shù)。這是因為進給的黑洞攪動了氣體和灰塵，掩蓋了類星體，使其難以在可見光測量中檢測到。

研究人員不僅發(fā)現(xiàn)了這種類型的類星體，還發(fā)現(xiàn)該物體恰好是第一個被發(fā)現(xiàn)的愛因斯坦環(huán)，名為MG 1131 + 0456，該環(huán)于1987年在新墨西哥州的超大型陣列射電望遠鏡中被觀測到。值得注意的是，盡管經(jīng)過了廣泛研究，類星體的距離或紅移仍然是一個問號。

美國國家航空航天局噴氣推進實驗室高級研究科學(xué)家，研究的作者丹尼爾·斯特恩說：“當我們更深入地挖掘時，我們驚訝地發(fā)現(xiàn)，如此著名而明亮的源頭從來沒有測量出距離。” “保持距離是進行各種其他研究的必要的第一步，例如，將透鏡用作測量宇宙膨脹歷史的工具以及作為暗物質(zhì)探測的工具。”

斯特恩(Stern)和合著者多米尼克·沃爾頓(Dominic Walton)是英國劍橋大學(xué)天文學(xué)院(ST)的STFC歐內(nèi)斯特·盧瑟福研究員(Ernest Rutherford Fellow)的合著者，他是第一個計算類星體距離的人，該距離是100億光年(或z = 1.849的紅移)。 )。

結(jié)果發(fā)表在今天的《天體物理學(xué)雜志快報》上。

“整篇論文對我來說都有些懷舊，讓我回想起我職業(yè)生涯初期的那段時光，當時我還在讀研究生。當?shù)谝淮伟l(fā)現(xiàn)這枚愛因斯坦環(huán)時，柏林圍墻仍在上升，所有數(shù)據(jù)我們的論文中提出的是上一個千年。”斯特恩說。

MG 1131 + 0456的無線電圖像，是第一個已知的愛因斯坦環(huán)，于1987年使用甚大陣列觀測到。信用：VLA

方法

在研究時，由于冠狀病毒大流行，關(guān)閉了環(huán)繞地球的望遠鏡(凱克天文臺自5月16日起重新開放);斯特恩(Stern)和沃爾頓(Walton)充分利用自己在家里的時間，通過結(jié)合NASA的廣域紅外測量瀏覽器(WISE)的數(shù)據(jù)來尋找具有引力透鏡，被嚴重遮擋的類星體，從而創(chuàng)造性地保持科學(xué)發(fā)展。盡管灰塵在可見光測量中掩蓋了大多數(shù)活躍的星系，但在紅外測量中(如WISE提供的)，遮蓋灰塵會使此類源非常明亮。

盡管類星體通常距離很遠，但天文學(xué)家可以通過引力透鏡探測到它們，這種現(xiàn)象就像大自然的放大鏡一樣。當距離地球更近的星系充當鏡頭并使它后面的類星體看起來特別明亮?xí)r，就會發(fā)生這種情況。較近的星系的引力場本身會扭曲空間，從而彎曲并放大了背景中類星體的光線。如果對準恰好正確，則會創(chuàng)建一個稱為愛因斯坦環(huán)的光圈，這是阿爾伯特·愛因斯坦1936年所預(yù)測的。更典型地，重力透鏡將導(dǎo)致背景對象的多個圖像出現(xiàn)在前景對象周圍。

一旦斯特恩和沃爾頓用WISE重新發(fā)現(xiàn)了MG 1131 + 0456并意識到其距離仍然是個謎，他們仔細地梳理了凱克天文臺檔案館(KOA)的舊數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)天文臺在1997年至2007年之間使用低分辨率觀測了七次類星體Keck I望遠鏡上的成像光譜儀(LRIS)以及Keck II望遠鏡上的近紅外光譜儀(NIRSPEC)和Echellette光譜儀和成像儀(ESI)。

沃爾頓說：“我們能夠從1997年3月在天文臺成立之初的凱克最早的數(shù)據(jù)集中提取距離。” “我們感謝凱克和美國宇航局的共同努力，向世界公開提供了超過25年的凱克數(shù)據(jù)。如果沒有這一點，我們的論文將是不可能的。”

該小組還在任務(wù)發(fā)射的第一年，從2000年錢德拉X射線天文臺分析了NASA的檔案數(shù)據(jù)。

下一步

有了MG 1131 + 0456的距離，沃爾頓和斯特恩就可以精確地確定透鏡星系的質(zhì)量，并使用Chandra數(shù)據(jù)強有力地確認了類星體的模糊性質(zhì)，從而準確確定了我們與其發(fā)光的中央?yún)^(qū)域。

斯特恩說：“我們現(xiàn)在可以充分描述這種愛因斯坦環(huán)的獨特，偶然的幾何形狀。” “這使我們能夠進行后續(xù)研究，例如使用即將推出的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡來研究透鏡星系的暗物質(zhì)特性。”

沃爾頓說：“我們的下一步是找到比MG 1131 + 0456更模糊的透鏡類星體。” “發(fā)現(xiàn)這些針將變得更加困難，但是它們在那里等待被發(fā)現(xiàn)。這些宇宙寶石可以使我們對宇宙有更深入的了解，包括進一步了解超大質(zhì)量黑洞如何生長并影響其周圍環(huán)境。”沃爾頓說。