詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）所观察到的远处星系团 XLSSC 122（图片来源：NASA，ESA，CSA；Kyle Finner（加州理工学院/IPAC），Robert Hurt（加州理工学院/IPAC-SELab）） 使用詹姆斯·韦伯太空望远镜，天文学家发现了一个巨大的、密集的星系团，位于“宇宙正午”。这个星系团如此高度进化的事实可能会改变宇宙演化的理论，因为它似乎存在于这种结构被认为只刚开始形成之前。XLSSC 122于2014年首次被发现，由于其体积庞大且高度集中，它在JWST的数据中十分显眼，因为它类似于在我们银河系附近发现的星系团。然而，这个星系团是在距今约104亿年前被观测到的，正值大爆炸后约34亿年，这个时期被理论推测为类似结构刚开始组建的时候。更令人兴奋的是，XLSSC 122正作为引力透镜，和更远的星系对齐，放大它们的光，使得这些星系更易于研究。“当我们收到JWST的第一批图像时，我们说，‘哇，看看这个，来自这个星系团的强引力透镜！’”团队负责人、加州理工学院的Kyle Finner在一份声明中表示，XLSSC 122已经创下了显示强引力透镜的最遥远星系团的记录，这对天文学家来说是一项宝贵的工具。 什么是引力透镜，它为何如此有用？引力透镜最早由阿尔伯特·爱因斯坦在他1915年的引力理论，也就是广义相对论中提出。广义相对论认为，具有质量的物体会造成时空的扭曲。可以将其想象为在拉紧的橡胶膜上放置一个保龄球。引力源于这种曲率。物体的质量越大，曲率越极端，从而该物体的引力影响也越大。不过还有另外一个结果。光通常是沿直线传播的，但时空是其遵循的轨迹。如果时空是弯曲的，那么光的路径也会弯曲。光越靠近一个巨大质量的物体，它的路径就会偏离得越多。也就是说，当一个巨大质量的物体（在此案例中为XLSSC 122）位于地球和更遥远的光源之间时，来自那个背景光源的光到达我们望远镜的时间会因路径的不同而不同。这放大了背景光源的光，并且JWST团队利用这一效果在研究古代星系时取得了巨大成效。之前，当哈勃太空望远镜研究XLSSC 122时，它并未能够捕捉到能够显示其强引力透镜的图像；需要JWST强大的观测能力才能确定这一点。 双面图像显示一个遥远星系团，该星系团由NASA的哈勃太空望远镜和JWST观察到。（图片来源：NASA，ESA，CSA；Kyle Finner（加州理工学院/IPAC） 图像处理：Robert Hurt（加州理工学院/IPAC-SELab）） 这个早期星系团的强引力透镜也可能有助于揭开暗物质之谜。由于暗物质不会与光相互作用，因此它有效地是不可见的，然而它与引力是相互作用的。此外，暗物质的质量超出构成星星、行星、卫星以及星系中气体云的“普通物质”的质量比为五比一，因此暗物质对星系如XLSSC 122等星系团的引力透镜效应贡献最大。这意味着引力透镜可以用来研究星系团中看不见的暗物质的分布，这对于星系的演化至关重要，因为理论认为星系和星系团沿着巨大的暗物质丝状结构聚集。现在，研究团队正在寻找更多像XLSSC 122这样的透镜星系团，如果在宇宙历史的早期发现它们，可能会对宇宙学进行重大修正。 “强引力透镜是一种不见暗物质但能够测量暗物质的方法。它为我们提供了一种敏感的探测工具，用于检验我们的宇宙学模型，”Finner说道。“还处于JWST时代的早期，如果我们能够在宇宙这一阶段开始获取数十或数百个此类对象的数据，那么我们就可以真正开始对我们的宇宙学模型进行检验。”该团队的结果于2026年6月17日在第248届美国天文学会会议上进行展示。这项研究已以论文形式发表在《天体物理学杂志快报》中。Robert Lea是一位英国科学记者，其文章已发表在《物理世界》、《新科学家》、《天文学杂志》、《太空快讯》、《新闻周刊》和《ZME科学》上。他还为爱思唯尔和《欧洲物理学杂志》撰写科学传播相关的内容。Rob获得了英国开放大学的物理与天文学学士学位。请在Twitter上关注他 @sciencef1rst。