最早诞生的十个星系(精彩两篇)

从这个星系传来了射电辐射。可能是在以前的超新星爆发中获得巨大速度的电子，在运动中流过这星系而发出无线电波。人们用高灵敏度射电望远镜不仅能接收到这种信号，甚至还能区分这个星系哪些部位发出射电辐射较强，哪些部位较弱。1971 年，射电天文学家唐纳德·马修森(Donald Mathewson)，皮特·范·德·克鲁特(Piet van der Kruit)和维姆·布罗弗(Wim Brouw)在荷兰制成了一幅这个星系的“射电图”（见图 12-7），其中用亮度表示射电强度，愈亮之处射电辐射愈强。尽管用这种射电望远镜不及用光学望远镜看得那么清楚，旋臂结构还是不难认出来。所以旋臂不仅在可见光区放着光彩，而且还发出射电辐射。

电子在同一星系中不同部位处发出的射电辐射强度不同，这是为什么？其原因和这种辐射的产生机理有关，这里就不作论述，我们只要知道凡是星际气体密度较高之处产生的射电辐射也较强就行了。如此说来，猎犬座星系的射电图像也证明，旋臂中不仅恒星密集在一起，而且星际气体的密度也较高。

不过猎犬座星系告诉我们的信息还不止于此。仔细对比可以看出，射电辐射最强的所在并不完全和可见旋臂相重合（见图 12-8），星际气体最大密度区位于曲曲弯弯旋臂的偏内侧。这反映什么呢？整个星系在自转，它的组成物质在运动中穿旋臂而过，恒星偕同星际物质在这样的过程中都是由弯曲旋臂的内侧进去，再从外侧出来。可见旋臂来源于新生恒星，射电旋臂则反映星际气体浓缩的所在，把两者加以对比可以推出下面的情景。

这个星系中的恒星和星际物质一起运转（见图 12-9），逼近一处旋臂

区域。随即这些恒星相互挤紧，气体密度增加，创造了新生恒星的条件。局部云团出现并发生坍缩，一批原恒星诞生了。稍后，那批恒星和星际物质便又漂移出形成射电旋臂的密度较高区。很快，一切似乎又恢复如前。但是，并不尽然，已经开始坍缩的云团继续坍缩，由气体密度一时的增长所引起的造星过程进一步发展。再过了些时候，原恒星演变成一批大质量新生恒星。这些蓝色强光度恒星的辐射激发附近的星际气体使之发光，新生恒星造成了可见旋臂。

■

概括起来，首先是星系物质穿越密度较大的旋臂，引起产星过程；然后是首批新生恒星使可见臂亮了起来。因为猎犬座星系中恒星与气体的运动速度已知，密度臂与可见臂之间的距离又能测出来，所以我们能计算出从星际气体紧缩到首批新生恒星出现需要多长时间：结果是约为 600 万年。在这段时间的最后 50 万年中，各个分立云团里发生着像拉森的计算所得出的那种变化；而从这段时间的开头直到星际物质演变成拉森用作计算起始点的云团，则需要 550 万年。

大质量恒星绕星系中心运行还远没有转完一圈，它们的寿命就到头了。这些星把它们的大部分物质送回了星际气体，演变成了白矮星，或是爆发为超新星了。由于核反应而富含重元素的恒星物质返回星际气体后，当它穿过旋臂时就成为孕育下一代恒星的原料。不能参与这种循环变化的，是恒星生命终了时以白矮星或中子星这类致密天体的形成所残留下来的物质。

从前，在银晕恒星已经出现后很久的某个时候，现在构成太阳的物质也曾作为星际气体的一部分在运动中穿越一处旋臂而使许多恒星诞生。其中质量较大的太阳同庚星早已熄灭，像太阳那样质量较小的许多同庚星则已经被银河系的不均匀自转甩开而失散在各方。

说到“星爆星系”，若不是很了解天文学的朋友可能并不知道它。那么，星爆星系呢?星爆星系是指在比较星系的恒星形成速率时，其形成速率比大多数的星系都要高出许多的一种星系。目前，天文学家最新观测到一个“超级星爆星系”，而且“超级星爆星系”每年诞生4500颗恒星。

目前，天文学家最新观测显示，一个遥远星系每年“大量生产”恒星，预计每年可形成4500颗太阳质量的恒星，它被命名为SPT0346-52。相比之下，银河系每年形成一颗太阳大小的恒星，而距离地球127亿光年之遥的SPT0346-52星系能够每年形成4500颗太阳质量的恒星，科学家对该现象迷惑不解。天文学家希望进一步研究这个星系，从而理解这样的星系在中心黑洞未吞噬其质量的情况下，为什么变得更大，以及如何和其它星系聚集在一起。

美国佛罗里达大学研究人员通过观测127亿光年之遥的太空区域，发现了这个星系，这个星系形成时宇宙诞生不足10亿年。这个星系释放明亮光线，暗示着它每年形成大量的恒星。研究报告合著作者、佛罗里达大学安东尼-冈萨雷斯说：“天文学家称形成大量恒星的星系是‘星爆星系’，天文学家将其称为‘超级星爆星系’。”

智利阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列望远镜(ALMA)显示该星系释放极端明亮红外线辐射。这表明SPT0346-52星系如果不是处于大量恒星诞生过程，就是气体落入黑洞中心，制造出大量热量。超大质量黑洞是星系中心超级密集区域，其质量相当于太阳的数十亿倍。许多大型星系中心区域存在超大质量黑洞，它们强烈的引力牵引促使恒星能够在星系中正常运行。

最新天文观测发现一颗神秘“高产星系”，每年可以形成大约4500颗太阳大小的恒星。

为了计算分析这一现象，研究人员使用钱德拉X射线望远镜和澳大利亚联邦科工组织(CSIRO)澳大利亚射电望远镜紧密阵列进行观测，但是他们并未探测到X射线或者射电波，因此可以排除黑洞制造多数明亮红外光线的可能性。研究负责人、佛罗里达大学马金哲说：“目前我们知道该星系并不存在一个吞噬性的黑洞，但却闪烁着来自新生恒星的明亮光线，这将为我们提供重要信息，揭晓宇宙最早期星系和恒星如何进化。”

天文学家希望通过研究类似SPT0346-52的星系，能够更多地掌握大质量星系和中心超大质量黑洞如何形成和成长。研究人员称：“通过这项研究，我们或将掌握该星系的详细结构信息，理解何种因素导致恒星形成，以及如何影响黑洞生长。”