天文学家有什么东西躲在一颗恒星背后,或从远古穿越而来
一个穿越到现代的远古星系?
NASA / ESA / Igor Karachentsev (SAO RAS) / Alyssa Pagan (STScI)
近日一些科学家在《英国皇家天文学会月刊》上刊文称,因为一颗恒星的快速运动,一个原本位于它身后,被耀眼星光遮掩的神秘星系显露了出来。而当科学家对这个星系进行了研究之后吃惊地发现,尽管它位于现代宇宙中,内部却像那些远古星系一样,极度缺乏"金属"元素,就像是突然从远古穿越到了现在。
在天体物理学家眼中,今天的宇宙和早年的宇宙有一个很大的不同,即它们的"金属"元素含量不同。
早年宇宙中的物质,几乎全部都是由氢和氦这两种最轻的元素组成的。因此在最早出现的星系中,恒星也几乎只包含氢和氦。更重的那些元素——比如碳、氧和铁,是由恒星经历一代又一代的生死循环,在其内部的核聚变反应堆中制造出来的。
这些后来才被制造出来的元素,正是天体物理学家口中的"金属"。它们在恒星死后被撒播到了广袤的宇宙空间中,然后又被新一代恒星取用,结合到自己体内。它们也是适宜生命栖息的岩质行星比如地球形成的关键。
所以,一个星系如果看起来非常"年轻",同时"金属"含量又很低,则意味着它在宇宙中存在的年代更靠近宇宙诞生之初。虽然它本身看上去非常"年轻",但是相对于今天,它又是非常"古老"的,不太可能出现在现代宇宙中。
曾经被恒星遮掩的这个矮星系名叫HIPASS J1131–31——这是一个编号——它的戏称是"躲猫猫星系(Peekaboo Galaxy)"。由于一直被星光所遮掩,从地球上很难对其进行观测。但是由于前景恒星的移动速度很快,这个星系在过去的50至100年中已经开始逐渐显露在我们眼前。
作为一个矮星系,HIPASS J1131–31的宽度只有1200光年,包含的恒星数量与庞大的银河系相比很少。由于距离地球相对较近,只有大约2000万光年,因此哈勃太空望远镜甚至还解析出了其中大约60颗单一恒星。
观测结果显示,HIPASS J1131–31内的恒星大多是炽热的蓝星,缺乏红色恒星。蓝星相对年轻,而红星相对衰老。理论上,由于HIPASS J1131–31存在于现代宇宙中,它体内的"金属"含量一定会偏高。因为在蓝星诞生之前,HIPASS J1131–31内部一定经历过多代恒星的更迭。
但实际情况恰恰相反。光谱数据显示,HIPASS J1131–31内部恒星的金属含量极低,它是一个所谓的"极端贫金属星系"。
既"年轻"又"极端贫金属"的星系,通常存在于距离地球非常遥远的宇宙中,至少也在HIPASS J1131–31和地球距离的2倍以上——这样才符合星系和恒星演化的规律。
而HIPASS J1131–31却和地球非常近。2000万光年在天文学的语义中相当于"附近"和"现在"。因此它的出现,就好像有一个远古时代的星系,突然穿越到了今天一样,显得极其古怪。
如果说这个神秘的"躲猫猫星系"真的是一个现代星系,那么它能够在距地球相对很近的地方,经历近130亿年的演化后,仍然将体内的金属含量维持在如早年的星系一样,没有因一轮轮恒星的生死迭代而变高,实在是匪夷所思。
在这个"穿越"到现代的星系身上究竟隐藏着什么样的秘密?亦或它预示着在星系演化方式中有某种我们尚不知道的东西?这些问题都需要科学家去进一步解答。
参考
Peekaboo! Tiny, Hidden Galaxy Provides a Peek Into the Past
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/peekaboo-tiny-hidden-galaxy-provides-a-peek-into-the-past
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