廣角鏡《所知的銀河星系真貌》~宇宙銀河星系系列

日本國立天文臺等研究小組宣佈，科研人員通過射電望遠鏡觀測發現，距離地球88億光年的太空中，存在一個急速成長的巨型“銀河新生兒”星系。“銀河新生兒”指存在大量構成星體成分的“雲氣”的星系。據報導，巨型“銀河新生兒”多存在於約130億至100億年前的太空中，科學家此前觀測到數個距離地球100億光年以上的“銀河新生兒”。但科學界過去的權威說法認為，整個宇宙最頻繁的星系形成期發生在約100億年前，此後不再有巨型星系形成。這項發現顯示，巨型銀河星系的形成可能一直持續到最近。

《天體物理學通訊雜誌》中，發表一篇美國夏威夷大學天文學家艾斯特-胡等人的文章，報告他們借助于可增強自然圖像的引力透鏡，發現了一個起源於宇宙大爆炸之後7800億年前的銀河星系。新發現的這個銀河星系，是迄今為止所能夠被觀察到的最古老星體。該發現表明，星體和銀河星系開始照亮宇宙的時間，比目前天文學家和宇宙學家已知的時間還要早。

宇宙之中永遠有無數璀璨爍泛的星體。宇宙大爆炸之後，大約經過了30萬年時間，冷卻的氣體開始聚合為第一批星體和銀河星系。而當那些星體逐漸燃亮，並且開始將圍繞在其周圍的氣體炙散之後，所謂宇宙的黑暗時期則告以終結，繼之各星體和銀河星系因發光而成為可見的了。

起始自黑暗時代末期的任何嬰幼年銀河星系，幾乎都具有無限寬廣的距離，而且其光線亦都非常地暗弱。借助設於夏威夷鸚鵡山頂的、10米口徑的凱克望遠鏡，在約60億光年之外，被標名為阿貝爾370(Abell 370)的銀河星系星團之中，發現了新的銀河星系。這一銀河星系星團的引力作用，好象一系列的透鏡，使得從更遠距離銀河星系中發出的光線向它彎曲，並且使其亮度增大。

小組找到了作為星體形成信號的氫的徵象，並且該氫在穿躍宇宙的過程中，因為天體的紅移而相應地延展。小組發現的銀河星系具有6.56的天體紅移，使其遠移的距離大約是155億光年。由此光線紅移的結果追朔，便知其發生於大爆炸之後的7800億年前。因為中性的氫氣可能吸收這樣的信號，所以此觀察結果意味著，中性的氫必定已經被其他的銀河星系所燃燒掉了。宇宙黑暗時代的結束，比人們先前預想的時間更早。

哈佛大學的理論天體物理學家亞布拉罕-利伯，極其難得地對本報告給予了很高的評價，認為報告的結果本身，亦會如其描述的結果一樣長期留存。加利福尼亞大學伯克利分校的天文學家海榮-斯皮拉德則確信該結果是對的，他認為發現的微弱光源，是一個真正的早期銀河星系。

目前，義大利羅馬天文臺的天文學家桑德拉-薩瓦格裏奧，首次觀測到了在早期宇宙中，環繞在一個銀河星系周圍的湯糰狀物質。該湯糰狀物質的存在時間是宇宙大爆炸發生後的30億年，即距今120億年前。薩瓦格裏奧等人的觀測結果，提供了認識這些物質是如何聚集成星系團塊的線索，對於弄清為什麼宇宙看起來是今天這個樣子，也是至關重要。

這個有120億年齡的銀河星系被命名為MS 1512-cB58，它並非已知的最早期的銀河星系，但由於宇宙星系是同時存在的，所以它正處於其最輝煌燦爛的佳期。MS 1512-cB58星系的亮度極弱，因而不能被現有的望遠鏡所看到。但它可使另一個比之更近於地球的、即位於它和地球之間的銀河星系，產生出光線彎曲的團塊。就是這一光線彎曲的團塊，擴大了MS 1512-cB58的存在，從而使得它被薩瓦格裏奧小組所觀察到。這種產生光線彎曲團塊的現象被稱為重力透鏡現象。薩瓦格裏奧解釋說，如果沒有這種重力透鏡現象，那麼就只能正常地看到一個光亮度非常微弱的銀河星系。

薩瓦格裏奧小組是通過設在智利北部阿塔卡馬沙漠的南歐天文臺的巨大望遠鏡(VLA)進行觀測的。他們發現塵埃和氣體組成的干涉星雲，使源自MS 1512-cB58的紫外線發生散射，如其星雲對所有從遠處物體發射來的光線所產生的效果一樣。薩瓦格裏奧小組的觀測結果表明，在緊接MS 1512-cB58的宇宙環境中存在著許多物質，該類物質可能是其他銀河星系的大爆炸。

薩瓦格裏奧認為，在MS 1512-cB58附近還可能有更多的星雲和氣體，而且它有可能是一個更加廣泛的、包括許多銀河星系的星系團集，可以稱之為超級星系團集。哪里有氣體，哪里就有可能存在星體和正在形成之中的銀河星系。這些結果對於天文學家來說是至關重要的資訊。已知宇宙在大爆炸之後，物質便冷卻，從而緩慢地團集到一起，形成星體和銀河星系。然而，究竟有多少這種原始的星雲物質，並且它們又是如何迅速地聚集到一起的，還仍舊是一個有待深入研究的謎。

薩瓦格裏奧等人的結果提示，上述過程進行得相當迅速。假如在120億年前，就已經存在星雲的團集，那麼就意味著宇宙是處在了一個演進得很快的狀態。美國科學家正在用先進的Ｘ射線望遠鏡描繪出迄今最清晰的銀河系中心圖像，那裏存在著大量奇妙的天體。

在近日美國天文學協會召開的會議上，來自麻塞諸塞大學的天文學家丹尼爾·王說，１９９９年發射上天的錢德拉Ｘ射線太空望遠鏡迄今已經發回了３０張清晰的圖片。他們發現，銀河系中心極其活躍。那裏存在著大量天體。銀河系中心有一個巨大的黑洞，圍繞它的還有很多中子星、矮星和小黑洞等。

他說，銀河系中心存在著大量炙熱氣體，但溫度不象以前估計得那麼高。這些氣體的溫度大約在１０００萬度左右，而以前認為它們有上億度。這些氣體似乎在向銀河系的周圍擴散，在過程中逐漸冷卻，然後再流回到中心。在如此往復不斷的過程中，它們將一些恒星產生的較重的元素，例如碳等散佈到銀河系的其他地方。

由於太陽系距銀河系中心有約２.５萬光年的距離，加上大量的宇宙塵埃和氣體等的影響，用一般的天文望遠鏡很難看清銀河系中心的面貌。而天體所發出的Ｘ射線可以穿透這些物質，因此是人類瞭解宇宙的一種很好介質。錢德拉望遠鏡的探測距離達到了９００光年，現在已經發現了１０００多個Ｘ射線源。