人類到目前為止看得到的最遠宇宙，可能就隱藏在這些影像背後

「它們中的科學家在對自己的宇宙進行觀察後，發現了一個偉大的定律：『宇宙每隔十厘米，必然會有一個洞。』」——劉慈欣《三體》

哈勃太空望遠鏡的阿貝爾370「前沿領域」照片。- NASA

在距離地球60億光年處有一個巨大的星系團，名為阿貝爾370（Abell 370）。這個星系團包含了幾百個星系。在上世紀80年代中期獲得的該星系團高解析度圖像左下方，有一條巨大的明亮光弧。這條光弧並非星系團本身的結構，而是一個天體物理學現象。它由兩部分構成，是星系團後方一個尋常旋渦星系被扭曲的引力透鏡影像。這個星系和地球的距離兩倍於阿貝爾370。

強大的引力扭曲了時空，導致阿貝爾370背後的光線在多個方向上發生偏轉。星系團背後的星系影像因此被扭曲放大。它們變成了一系列環抱的光帶和光弧。質量巨大的星系團成了一架天然望遠鏡，可以讓天文學家對那些本因位於星系團後方很遠處而無緣得見的星系進行細緻觀察。這些星系距離遙遠，正處於宇宙的嬰兒期。我們看到的這些光弧，還是宇宙大爆炸後僅數億年時傳來的。

拍攝這張照片總共用去了大約640個小時的觀測時間，期間哈勃太空望遠鏡圍繞地球飛行了560多圈。哈勃總共對六個星系團進行了精細描繪，阿貝爾370是其中之一，且是最後完成的一個。與這幅作品相比，2009年公布的另一張阿貝爾370照片由於觀測時間較短而顯得相當昏暗。

哈勃太空望遠鏡2009年拍攝的阿貝爾370星系團。- NASA

在完成這張照片的同時，哈勃還對星系團附近的六個「平行場（parallel fields）」區域進行了紅外和可見光拍攝，並採用了和星系團完全一致的曝光時長。

阿貝爾370星系團周邊的「平行場」照片。- NASA

該項目被稱為「前沿領域（Frontier Fields）」，是一次針對星系團和引力透鏡現象的有史以來最為深入的觀測。它有助於天文學家理解恆星和星系究竟是如何出現在宇宙黑暗紀的。黑暗紀指的是宇宙史上一段空間充滿氫元素且密不透光的黑暗時期。

阿貝爾370的數字化巡天影像（地面望遠鏡拍攝的照片）。- NASA

研究阿貝爾370這樣的大質量星系團，對於測量星系團物質和暗物質的分布情況也頗有助益。引力透鏡現象的特點向我們透露，阿貝爾370內存在著兩個互相分離的暗物質團塊。這個巨大的星系團很可能是由兩個較小的星系團融合而成的。