人們仰望星空的時候,難免好奇,天上到底有多少奇異的天體?月亮、太陽、彗星、小行星、黑洞,以及含有大量星體的星系……在很黑的夜晚,還能隱約看到銀河系的邊緣。

人類能觀測到的宇宙究竟有多少星系呢?按照科學家最近的觀測,已經達到至少2萬億個。每個星系都有獨一無二的特點,在漫長的演化過程中,組成了氣體、塵埃、恆星、行星和跟隨行星的衛星。在每個星系的中央,都有一個超級大的黑洞,離得太近的恆星不小心就會被吞噬。

著名天文學家哈勃(Edwin Hubble)在1926年最早為星系界定了分類。他發現星系至少有五個主要的類型:螺旋星系、棒旋星系(中心有根棒狀結構的螺旋星系,比如我們銀河系就是一個棒旋星系)、透鏡狀星系、橢圓星系和不規則星系。

直到近代,科學家用哈勃望遠鏡、錢德拉X射線天文台和歐洲南方天文台這些設施,才有能力開始計算宇宙中有多少星系這樣的問題。

天文學家把望遠鏡對著天空長時間拍照,即使是最先進的望遠鏡,也只能拍攝幾千萬分之一的天空面積。根據這一小塊面積內星系的數量,按倍數推算出宇宙中的星系數量。

以較近期的測量為例,哈勃望遠鏡於2012年推出了哈勃極深空(Hubble eXtreme Deep Field,XDF)照片。這幅照片是哈勃望遠鏡在10年時間裏,對著微小的一塊天空區域拍攝了相當於50天的時間集結而成。這塊區域只佔天空面積的3200萬分之一。

可見的宇宙中有1000億 至2000億個星系

從這張照片,天文學家推算出,在目前可見的範圍內宇宙中有1000億至2000億個星系。

四年後,英國諾定咸大學(University of Nottingham)的研究組再次分析了這張照片,並結合其他觀測的數據,找到的星系數量翻了10倍,達到2萬億個。這個新數字已經發表在《天體物理學雜誌》(Astrophysical Journal)期刊上。

研究者之一諾定咸大學的天體物理學家康塞利斯(Christopher Conselice)在研究發佈的時候說:「難以置信,超過90%的星系都是我們還未研究過的。等將來更先進的望遠鏡啟用後,誰知道我們會不會發現這些星系有趣的特點呢?」

科學家知道,宇宙的星系仍不止這個數字,有的星系亮度很低目前的望遠鏡還探測不到;還有的星系隨著宇宙的膨脹以接近光速離我們而去,望遠鏡也無法探測到。

不過,哈勃望遠鏡的繼任——詹姆斯•韋伯太空望遠鏡探測紅外線的能力是哈勃望遠鏡的100倍,將有更強的能力探索以前的望遠鏡都探測不到的星系。

天文學家也希望能看到宇宙誕生初期,大約在135億年前誕生的星系,這裏面蘊藏著大量天體起源的奧秘。◇