天文研究：極遠星系正開始新的生命週期

【記者張秉開／編譯】我們每天打掃清除灰塵，但是天文學家卻喜歡星系中的塵埃，因為觀測星系中的氣體和塵埃雲，可以判斷星體形成的歷史及星系演化的重要資訊，雖然星系中的塵埃非常不容易觀察到。

現在，天文學家可以使用最清晰的望遠鏡，觀測到宇宙中130億光年遠處的星系塵埃。而他們發現，那裡誕生的年輕星系正在進入他們生命週期中的全新時代。

科學家使用的是位於智利北部查南托高原阿塔卡瑪沙漠上的阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA, Atacama Large Millimeter Array）。阿塔卡瑪沙漠海拔5,059公尺，是地球上最乾燥的地區之一，非常適合毫米波天文觀測。ALMA第一次直接清晰觀察到宇宙中年齡僅10億年的星系中的塵埃。

星系極其遙遠 卻很年輕

據Iflscience網站6月26日報導，宇宙無限廣大，隨著我們觀測的太空越深遠，發現的神奇現象就越多。

這次天文學家使用ALMA觀察到130億年遠星系的不同尋常性質，標誌著這些星系在它們的生命週期中進入一個全新的時代。

科學家認為年輕的星系中星體的數量較少，塵埃較少。美國加州理工學院（Caltech）的天文學家卡帕克（Peter Capak）博士解釋說，以前天文學家只是在理論上推測遙遠星系的氣體和塵埃的性質。而現在可以使用ALMA觀測紅外線，發現一個星系不含有任何和星系形成有關的塵埃。

這項觀測結果發表在近期的《自然》雜誌。卡帕克的研究團隊在所著的論文中描述，所檢測的9個星系碳元素數值均確定，這些星系所含的塵埃量比20億年齡星系中的少12倍。

因此卡帕克博士認為，數據說明這些星系和其他星系有所不同。這些星系沒有塵埃，明顯是處在一個以前從未見過的生命週期階段。

以前，哈伯望遠鏡和凱克天文台（W. M. Keck Observatory）曾觀測過這些年輕的星系的近紅外線和可見光的圖像。但是，不能確定其顏色是否為星系本身發出，或因距離遙遠而造成。

結果令人驚訝

凱克天文台的觀測明確顯示星系的紅移值超過5，提示這些星系的年齡遠遠小於以前的估計。於是使用ALMA觀測毫米波長和亞毫米波長的光波，以便研究星系的更多性質。

據天文學網站Astronomy Magazine 6月25日報導，ALMA的觀測結果讓天文學家很驚訝，因為他們之前認為宇宙早期形成的星系，不應該有這麼大的質量和這麼多的能量。

卡帕克博士說：「事實是，觀察到處於特殊狀態的碳元素，說明星際物質中的其他較重元素密度相對低。」

現在科學家觀測到，宇宙在早期即可以形成正常尺度的星系，只是其中大致上沒有塵埃，也就是說星系還不成熟。

ALMA是由66口徑為12公尺的拋物面天線組成，其分辨率可達0.01角秒，是目前最清晰的研究宇宙中分子氣體及星際塵埃的望遠鏡。該大型天文觀測台是由歐洲、美國、加拿大、日本以及台灣科學家共同合作組建的，這些研究者們正在用這個巨大天線陣列對進入生命週期新時代的星系進行更詳細深入的探索。