圖源：美國宇航局/ STScI, of cluster MACS J0717.5+3745 in the optical, courtesy of Hubble Frontier Fields

圖源: NASA, ESA, CXC, NRAO/AUI/NSF, STScI, R. van Weeren (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), and G. Ogrean (Stanford University);

致謝: NASA, ESA, J. Lotz (STScI), and the HFF team.

通過捕獲太空中的大量可見光，哈勃望遠鏡發現并繪制了宇宙中最龐大，也最遙遠的星系的圖像。

然而，比起這些通過可見光揭示的星辰，宇宙中還有更多的天體無法通過可見光被人發現。

圖解: NASA / STScI, of cluster MACS J0416.1-2403 in the optical, courtesy of Hubble Frontier fields

美國宇航局錢德拉天文臺曾用能量譜的最高端——X射線繪制出宇宙中的過熱化氣體和等離子體。

圖解: NASA/CXC/SAO/G.Ogrean et al., of galaxy cluster MACS J0717.5+3745 in the X-ray, courtesy of Chandra

當高速氣態星云相撞時，它們的密度和溫度都會急劇上升，釋放出大量高能X射線。

圖解: NASA/CXC/SAO/G.Ogrean et al., of galaxy cluster MACS J0416.1-2403 in the X-ray, courtesy of Chandra

在頻譜的另一端，宇宙間的低能散射會出現在地球上的無線電頻段里——或者被甚大天線陣所揭示

（注：甚大天線陣（Very Large Array , VLA）美國國家科學基金會的射電天文觀測臺。位于新墨西哥州索克洛，是截止目前世界上功能最強大的射電望遠鏡陣列）

圖解: NRAO/AUI/NSF, of galaxy cluster MACS J0416.1-2403 in the radio, with data from the Very Large Array (VLA)

MACS J0416.1-2403（上圖，無線電繪制）展示了早期階段的大型星系之間的簡單碰撞，而MACS J0717.5+3745（下圖）情況就要復雜的多。

圖解: NRAO/AUI/NSF, of galaxy cluster MACS J0717.5+3745 in the radio, with data from the Very Large Array (VLA)

這是有史以來發現的最大的宇宙“交通事故殘骸”：一共有四個已確認的星系群同時產生碰撞。

圖解: X-ray: NASA/CXC/SAO/G.Ogrean et al.; Optical: NASA/STScI; Radio: NRAO/AUI/NSF, of merging galaxy cluster in MACS J0717.5+3745.

通過將三個波段觀測到的結果結合在一起，天文學家可以更好地推斷物質的演變和分布。

圖解: X-ray: NASA/CXC/SAO/G.Ogrean et al.; Optical: NASA/STScI; Radio: NRAO/AUI/NSF, of merging galaxy cluster in MACS J0416.1-2403.

最后，是引入引力透鏡數據。

圖解: X-ray: NASA/ CXC/UVic./A.Mahdavi et al. Optical/Lensing: CFHT/UVic./A.Mahdavi et al. (top left);

這組四格圖繪制的的是在同一次星系碰撞中的引力透鏡效應和X光數據，它們區分展示了暗物質（藍色）和物質（粉色）。

綜上，通過繪制可見光、X射線成像、無線電波和質量（引力透鏡效應），我們可以更好地理解宇宙中龐大的天體們是如何生長和演化的。

相關知識

引力透鏡效應（gravitational lensing），根據廣義相對論，就是當背景光源發出的光在引力場（比如星系、星系團及黑洞）附近經過時，光線會像通過透鏡一樣發生彎曲。光線彎曲的程度主要取決于引力場的強弱。分析背景光源的扭曲，可以幫助研究中間作為“透鏡”的引力場的性質。根據尺度與效果的不同，引力透鏡效應可以分為強引力透鏡效應和弱引力透鏡效應。

圖解：愛因斯坦十字原理

一般從數學上來講，面質量密度（ {\displaystyle \kappa } \kappa）大于1的為強引力透鏡區域，小于1的為弱引力透鏡區域。在強透鏡區域一般可以形成多個背景源的像，甚至圓弧（又稱“愛因斯坦環”，Einstein Ring），而弱透鏡區域則只產生比較小的扭曲。強透鏡方法通過對愛因斯坦環的曲率和多個像的位置的分析，可以估計測量透鏡天體質量。弱透鏡方法通過對大量背景源像的統計分析，可以估算大尺度范圍天體質量分布，并被認為是現在宇宙學中最好的測量暗物質的方法。

圖解：錢德拉X射線天文臺在哥倫比亞號航天飛機貨艙內

錢德拉X射線天文臺（英語：Chandra X-ray Observatory，縮寫為CXO），是美國宇航局（NASA）于1999年發射的一顆X射線天文衛星，以美國籍印度物理學家蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡命名，為大型軌道天文臺計劃的第三顆衛星，目的是觀測天體的X射線輻射。其特點是兼具極高的空間分辨率和譜分辨率，被認為是X射線天文學上具有里程碑意義的空間望遠鏡，標志著X射線天文學從測光時代進入了光譜時代。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. 提燈養草- forbes

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