天文学家发现巨大星系的古代宝藏

当天文学家看到了那些超出人类认知范围地巨大星系时，未来的望远镜就找到了它的使命。

天文学家们正倾尽所能想为那些巨大星系的起源找到合理的解释，这一解释尽管是差强人意，但却意义重大，智利的Atacama大毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）在望向浩瀚星空时告诉我们，它所新发现的星系与当今的星系形成的模型截然不同，这对于研究银河系演化的科学家来说可谓意义非凡。

Atacama大毫米波/亚毫米波阵列

东京大学天文研究所的王涛说：“看到我们用ALMA在亚毫米波长下检测到了这些不可见的星系，这是我一生中最美好的回忆之一。”

王涛自从攻读博士以来就研究星系的形成和演化，他是那些宇宙中最大星系团和超大质量黑洞的忠实观众，而作为一个观察者，没有什么比找到全新的星系更让人永生难忘了。

在此之前，科学家对最遥远的星系的了解来自哈勃望远镜等设备观察到的紫外光，这些紫外光被不断膨胀的宇宙拉伸成了更长波长的红外光，它们逃脱星系，恰好躲过了可以吸收光的那些尘埃，不远万里到达地球，但能将这份礼物传递到地球的星系并不多，科学家发现这种观测方法远远低估了那些庞大星系的数量。

那些哈勃望远镜不可见的星系（左侧）被ALMA所探测到（右侧）

“新发现是给观察者无与伦比的礼物”

63束来自不同星系的红外光被首次发现，哈勃望远镜无法观察到这些波长过长的光，而ALMA却可以，并确定了这些星系中由39个存在于大爆炸之后约20亿年，甚至是更短。

科学家此前总是苦恼无法找到能代表庞大星系初始模样的星系，而现在，这些新发现的星系告诉我们，宇宙中最庞大的星系的初始总是尘土飞扬且光学不可见。

但是新的问题却萌生了，为什么他们可以如此迅速地形成？为什么他们在这个时间点出现在那里？这都是现有的星系形成模型无法解释的。

当发现了这些远古的星系，就仿佛眼看着水龙头刚刚开始向浴缸中滴水，一眨眼我们却被满浴缸的水淹没了。

在科学家的眼中，神秘的暗物质在宇宙形成初期就聚集成团，形成了宇宙的网状支架，电磁辐射则从物质当中分离出来，聚集在这些纤维网的细丝和节点上，星系通过这种物质的积聚而逐渐形成，并在网中不断吸收气体、相互碰撞并成长。基于这样的理解，科学家们无法理解为什么星系可以生长得如此之快。

这项发现并没有在光谱学上有所深入，所谓光谱学就是通过波长来确定源的物质组成，而且星系的具体年龄也并没有被测算，这项研究留给科学家们太多亟待解决的问题了。科学家们将在接下来的10到20年中，努力尝试解释这些星系如何形成，以及由什么组成。

接下来，对红外波长敏感的詹姆斯·韦伯太空望远镜也即将被送入太空，将是人类理解那些早期大质量星系过程中的得力助手。

当我们有了带有更强大聚光能力、更高分辨率的玩具时，我们也打开了面对宇宙的新一扇窗户。

相关知识

星系（英语：Galaxy），在日文汉字译字为银河，但在中文银河是特指本银河系。源自于希腊语的“γαλαξίας”（galaxias）。广义上星系指无数的恒星系（当然包括恒星的自体）、尘埃（如星云）组成的运行系统。参考我们的银河系，是一个包含恒星、星团、星云、气体的星际物质、宇宙尘和暗物质，并且受到重力束缚的大质量系统，通常距离都在几百万光年以上。

图解：位于后发座的NGC 4414是一个典型的漩涡星系，直径55,000光年，距离6,520万光年。图片来源：哈伯太空望远镜NASA／ESA。

星系平均有数百亿颗恒星，是构成宇宙的基本单位。典型的星系，从只有数千万（10^7）颗恒星的矮星系到上兆（10^12）颗恒星的椭圆星系都有，全都环绕着质量中心运转。除了单独的恒星和稀薄的星际物质之外，大部分的星系都有数量庞大的多星系统、星团以及各种不同的星云。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

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