星系将自己组织在一个大的、通常是浓密的族群,称为星系团。这些结构并不只是有兴趣因为它们的大小,也因为它们允许我们去了解整个宇宙如何随着岁月演进。
为了这个原因,科学家发布了边境星场(Frontier Fields)计划;一项计划使用了哈伯望远镜对6个星系做长距离的观察。这些观察结合其他望远镜,对这些庞然大物制造出自观察以来最先进的视野。
在NASA发表的最新照片中,我们得到对其中两个星系的不同波长的观察:MACS J0416.1-2403和MACS J0717.5+3745 (简称MACS J0416和MACS J0717)。这些照片使用哈伯光波望远镜、Chandra望远镜拍摄X射线辐射(蓝色),以及美国国家科学基金会(NSF)的Jansky超大电波阵列(粉红色)。这些照片显示出这些星系如何活耀地合并、互动,以及与热气体泛滥于星系间的太空。
边境地区星系团MACS J0416Photo credit: X-ray: NASA/CXC/SAO/G. Ogrean et al.; Optical: NASA/STScI; Radio: NSF/NRAO/VLA
MACS J0416实际上是两个互动中的星系,距离我们大约43亿光年。它在天文学家的眼中已有很长一段时间,因为不清楚这两个星系是正要合并,还是已经合并;直到现在。
由于结合的资料,发表于天文物理学期刊,科学家能够证实这两个星系在互动之前已经被(星系团)捕捉到。他们在追踪星系间的热气体时,看到X射线辐射和星系的质量分布排列得很好。它们有待分离,如同在互动时所发生的事。
边境星场星系团MACS J0717 X-ray: NASA/CXC/SAO/van Weeren et al.; Optical: NASA/STScI; Radio: NSF/NRAO/VLA
MACS J0717是已知最大的重力透镜,它的质量分布在非常大片的天际,以致于能够扭曲时空,并放大离它更遥远的物体。这个星系团一项放大7个无线电波源的纪录,是自观察一个星系团以来最大的数目。
但这不是支持它的唯一特征。由多起碰撞所导致的大型无线电波弧震波的证据,这个星系(MACS J0717)看起来比MACS J0416更混乱以及更活跃。
边境星场计划产生了不可思议的成果,并期待有更多的到来。在2018年,NASA和欧洲太空总署(ESA)将发射更强大的詹姆士韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope),将边境推向更远,一路推到第一个星系。