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科学家观测到四星系发生碰撞 催生宇宙最大星系

http://www.sina.com.cn 2007年08月19日 08:31  新京报

  四星系演出冲撞奇观

  科学家们通过天文望远镜观察到了四个古老星系,它们只比宇宙年轻20亿年,并且在互相撞击,可能最终产生宇宙最大星系。这被认为是天文学界一项新的重大发现。

  这次发现的星系一共有4个,它们只比宇宙诞生晚了20亿年,至今已经有137亿年的历史。做出这么重大发现的科学小组是个国际合作团队。他们使用了一种新的天文观测技术追溯这些星系的早期活动。这个发现登在最近一期的《天体物理学》期刊上。

  “发现这些又大又亮,年龄这么古老的星系,实在是个惊喜。”

哈佛大学史密森天体物理学中心的天文学家法佐(Giovanni Fazio)说。

  “暴力”星系

  这些新发现的星系相当的“暴力”。星系之间不断碰撞,也不断有新的天体产生。据科学家猜测,这些不断“打架”的星系最终将合并成一个巨大的单一星系。这个巨星系的质量可能为我们所在的银河系的10倍。这一发现可能给宇宙形成过程中,大型星系产生过程的研究带来新的方向。

  “我们已知的大部分星系碰撞都像小轿车撞车一样。”哈佛大学史密森天体物理学研究中心的瑞恩斯(Kenneth Rines)说,“而现在这儿的碰撞,规模就大多了。你可以想象它如同四辆装满沙子的大卡车撞在一起,沙子撒得到处都是。”

  宇宙间的星系碰撞或合并变化并不少见。因为引力的关系,星系之间互相吸引,纠缠在一起,在上亿年之后最终“合二为一”。而合并过程中的星体就类似卡车上的沙子,它们之间隔着很大的空间,所以不会因“撞车”而消失。事实上,天文学家认为,银河系就在大约50亿年前,遭遇过一次合并事件。

  大星系吞并众多小星系的行为则被称为“次合并”(minor mergers)。这样的例子就更多了。不过,到此次发现之前,天文学家们还没发现有大型星系之间发生“合并”。

  星系合并如同打蛋

  这项发现非常偶然。科学家本来在调查一个序号为CL0958+4702的遥远星系群。它距离地球有50亿光年远。在观测过程中,望远镜观察到一个包含四个水滴形状的椭圆星系团发出罕见的扇形羽状光。这四个星系中,有三个和银河系差不多大小,第四个则是银河系的三倍大。

  耶鲁大学天文系主任肯尼(Jeffrey Kenney)介绍,天文学家发现这四个星系有着很完整的内核,在碰撞的时候缠绕到了一起。他形容这就类似把蛋打在一起,蛋黄首先碰在一块一样。

  进一步研究表明,在碰撞中,数以亿计的天体被甩来甩去,有的甚至被甩到外太空去,但其中一半以上的天体还是最终回到星系中来。“当合并完成后,这里将诞生宇宙中最大星系。”瑞恩斯说。

  然而,并不是所有天文学家都认为这个发现有多出乎意料。英国剑桥大学天文学中心教授查普曼(Scott Chapman)称,自己早在2005年就发表文章,指出自己找到了类似的星系。他说,这次的新发现“没有什么新的东西”。而领导美国航天局(NASA)斯皮策(Spitzer)太空望远镜项目达15年之久的亚利桑那大学教授里埃克(George Rieke)则拒绝对此次发现做出评价。他说,自己认为如果称赞这次新发现,那么无疑是对此前有类似发现的科学家的不公。

  不过,更多的科学家还是表示,这些新星系的发现为太空探索打开了一扇新窗口。

  换个角度远眺太空

  参加这一项目的科学家威尔森(Grant Wilson)说,之所以到现在才发现这些星系,部分原因是因为人类知识面太过狭隘。

  星体之间互相撞击、吞并,也因此产生了大量的尘埃。威尔森说,这些尘埃挡住了星光,所以此前天文学家低估这些星体早期形成时的亮度和活跃度。“人眼适应了可见光,这也是我们造出望远镜的基础。”他说。但是在这些闪亮的星系中,尘埃阻挡了大部分的星光,而用光学望远镜(包括哈勃望远镜)直接对准它们的时候,看到的只有一片黑暗。

  如果换个角度观察,比如用红外线代替可见光的话,宇宙的面貌或许就会截然不同了。因为星体之间不断地激烈碰撞,这些新的星系温度相当高。这时,温度就成了天文学家观察的最好条件。这次使用的斯皮策太空望远镜就是因为通过分析红外线波长才找到了这些星系———尽管这些红外线受到了其他星系的干扰。

  在

墨西哥,一个大型毫米望远镜正在建设之中。据威尔森介绍,这台望远镜很快就可以投入使用。它每小时都观察到上百个类似星系,而此前的望远镜要花上几十年才能观察到这么多的星系。

  威尔森说,到目前为止,科学家还是不知道星体形成和星体爆炸是什么样子,但现在也许可以有更多的研究途径来寻找答案了。编译:金煜

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