詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄了一张形状完美的爱因斯坦环的令人惊叹的图像，这也是迄今为止探测到的最遥远的引力透镜天体。

在JWST最大的区域巡天之一COSMOS-Web中，在一个致密的遥远星系周围发现了一个爱因斯坦环。事实证明，它是迄今为止发现的距离最远的引力透镜，距离有几十亿光年。(图片来源:P. van Dokkum et al.， Nature Astronomy accepted, 2023)

詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)拍摄的照片揭示了迄今为止最远的“爱因斯坦环”。这个破纪录的扭曲光晕距离我们210亿光年之遥，异常完美，环绕着一个神秘的致密星系。

爱因斯坦环是一种极其罕见的引力透镜物体，最早是由爱因斯坦的相对论预测的。当一个巨大的前景物体(如星系团或黑洞)的巨大引力扭曲其周围的时空时，就会发生引力透镜效应;从我们在地球上的角度来看，更遥远的物体(如星系或超新星)发出的光穿过这个扭曲的时空时也显得弯曲和扭曲。

在这张布满星星的图片中央，一个橙色的光环围绕着一个黄色的星系

完整的爱因斯坦环，JWST-ER1，是迄今为止发现的距离最远的引力透镜物体。(图片来源:NASA/詹姆斯·韦伯太空望远镜/van Dokkum et al.)

这种效应也放大了物体的光线，类似于放大镜的工作原理，使天文学家能够比通常情况下更详细地研究遥远的物体。大多数被引力透镜的物体形成弧形或部分环，环绕在前景物体周围。但是一个真正的爱因斯坦环在较近的物体周围形成一个完整的圆，只有当远处的物体、前景的物体和观察者完全对齐时才有可能。

在9月14日上传到预印本服务器arXiv并接受发表在《自然天文学》杂志上的一项新研究中，研究人员在COSMOS-Web调查中发现了新的奇怪的圆形爱因斯坦环，命名为JWST- er1，这是一张在连续200小时的JWST观测中捕获的50多万个星系的详细地图。

美国宇航局哈勃望远镜拍摄的一组不完整和近乎完美的爱因斯坦环。为了得到一个完美的圆，背景物体、前景物体和观察者必须完全对齐。(图片来源:NASA)

JWST-ER1由两部分组成:JWST-ER1g，在前景中充当透镜物体的致密星系;以及JWST-ER1r，来自更遥远星系的光形成了这个发光环。JWST-ER1g距离地球约170亿光年，而JWST-ER1r距离地球约40亿光年。根据BigThink.com的数据，到目前为止，探测到的最远的透镜物体距离我们约147亿光年。(虽然宇宙本身的年龄估计约为137亿年，但宇宙的不断膨胀意味着，来自最古老物体的光必须传播得更远，才能到达我们的望远镜。)

多亏了JWST-ER1的完整环，研究人员通过观察它扭曲了多少周围的时空来计算透镜星系的质量。这表明该星系的质量相当于大约6500亿个太阳，这使得它的密度相对于它的大小来说不同寻常。一些额外的质量可以用暗物质来解释，暗物质是一种神秘的、看不见的物质，占宇宙中所有物质的85%左右。但即便如此，根据研究人员的计算，也不太可能有足够的恒星来解释星系其余部分的重量。

研究人员在论文中写道:“需要额外的质量来解释透镜效应的结果”，但目前还不清楚这个质量是什么。

其他同样古老、同样密集的星系之前也被发现过，这表明这些古老的恒星工厂有一些共同之处，使它们如此巨大。一种解释是，这些星系含有比预期更多的暗物质，而另一种理论认为，它们可能比年轻星系潜伏着更多的小质量恒星。但要找到答案还需要做更多的工作。

这并不是JWST发现的第一个真正的爱因斯坦环。2022年9月，Reddit的一名用户发现了一个来自JO418星系的完美圆形光环，该星系距离地球约120亿光年，围绕着一个更近的星系。

JWST还利用引力透镜拍摄了迄今为止探测到的最遥远的恒星和宇宙中最古老的星系之一。