哈勃望远镜观测宇宙黑暗区时,前方星球或星系会阻挡视线吗?

有时前景天体和背景光源排列得恰到好处,会产生爱因斯坦环或爱因斯坦十字等特殊现象。比如一个4亿光年外的前景星系,通过引力透镜效应让80亿光年外的一个类星体呈现出四个亮点的十字形状。这种奇异的视觉效果也是哈勃观测的重要收获。

虽然小型的天体可能会遮挡背后的光线,但巨大的星系团却起到了相反的作用。根据广义相对论,大质量天体会弯曲周围的空间,让背景光线沿着弯曲的路径绕过障碍物。这种现象被称为引力透镜效应,它不仅没挡住视线,反而帮哈勃看到了更远的地方。

哈勃望远镜曾对着看似漆黑的天空区域进行了长达二十多天的长曝光拍摄,结果发现了5500个遥远的星系。这些星系发出的光在真空中跋涉了132亿年才抵达地球,这就是著名的哈勃极深场。这证明了即便在看似空旷的区域,也隐藏着丰富的宇宙信息。

宇宙的空间其实极其空旷,星系际空间的密度低得惊人。虽然宇宙中有上万亿个星系,但光线被完全挡住的概率微乎其微。大部分遥远星系发出的光都能穿越这巨大的虚空来到地球,所以哈勃望远镜才能捕捉到那些极其微弱的信号。

引力透镜效应甚至能让哈勃看到原本无法察觉的单颗恒星。例如MACS J1149.5+223星系团的强大引力如同放大镜,将94亿光年外的一颗星体放大到了可见程度。要知道,正常情况下哈勃的极限分辨率只能看到1亿光年外的单颗恒星。