據CNN報道,利用多個空間和地面望遠鏡,天文學家首次發現了39個巨大的星系。這些星系都藏身於非常遙遠的宇宙空間中。

由於距離遙遠造成的很高的紅移現象,這類星系從來未曾被觀測過。同時,與這些星系相關的超大質量黑洞和暗物質的形成和演化與當前已知宇宙模型相矛盾。

論文第一作者,東京大學(University of Tokyo)的研究員王濤表示:「這是首次觀測到宇宙邊緣大量星系。我們認為這些星系是在宇宙誕生之後的20億年內產生的。這些星系以前從未見過。這一發現衝擊了現有的宇宙演化模型,並將有助於了解宇宙演化的一些未曾發掘的細節。」

由於這些星系的年齡和距離,這些巨大的星系不能在可見光波段探測。這是因為它們的光線很弱並且光譜紅移至射電到紅外線波段。

「來自這些星系的光非常微弱,而且不在可見光波段,所以哈勃望遠鏡(Hubble Space Telescope)看不到。」論文作者之一,東京大學教授河野孝太郎說道,「所以我們改用阿塔卡馬大型射電望遠鏡陣(ALMA),這是觀看這類星系的理想選擇。我和ALMA有長期合作,因此知道它會帶來很好的結果。」

位於智利的ALMA望遠鏡找到了39個光線微弱的星系。它們即使在哈勃望遠鏡最遠的100億光年宇宙探測中都無法探測。並且,星系自身的塵埃也會阻擋光線。這個效應對越大的星系越嚴重。

這些星系揭示有關超大質量黑洞的更多信息

研究這些星系還可以揭示有關超大質量黑洞的更多信息。

「星系越大,其中心的超大質量黑洞就越大。因此,研究這些星系及其演化過程將告訴我們更多關於超大質量黑洞的演化信息。」河野教授說,「大質量星系也與隱形暗物質的分佈密切相關。暗物質對於星系的結構和分佈起著重要作用。根據我們的發現,宇宙學理論研究者需要更正他們的模型了。」

研究還發現這些星系和我們的銀河系有很大不同。如果我們生活在這種星系中,夜空會和我們現在看到的景象有巨大差異。

「首先,夜空將更加雄偉壯觀。恆星的密度越大,意味著有更多臨近的恆星,而且會他們會顯得更亮,」王濤說。「與此同時,星系中大量的塵埃意味著更遠的恆星很難觀測,所以這些明亮的臨近恆星的背景可能是一大片黑暗空間。」

未來的太空望遠鏡可以更進一步了解這些星系的成份,恆星數量和化學成份。

「以前的研究已經發現早期宇宙中有極其活躍的星系在產生大量恆星,但它們的數量非常有限,」王濤說,「我們發現的星系中的恆星形成不那麼強烈,但它們比那些極端活躍的星系數量多100倍。它們才是宇宙演化過程的主體,對理解星系的形成非常重要。」

這項研究成果發表於2019年8月7日的《自然》雜誌上。◇