天文学家们意外发现了没有可见恒星的“黑暗”原生星系

2024-06-07 09:55 由零度星系发表于 #社会

“那里很可能有恒星，但我们就是无法看到”

这是原生星系JO613+52中的氢气，红色部分正在远离我们，而蓝色部分正在靠近（图源：STScI POSS-II的图像，由NSF/GBO/P.Vosteen.进行额外处理）

天文学家们意外发现了一个充满原始气体的，看起来没有可见恒星的黑暗星系。

取得这个发现的研究人员说此类天体，如这个编号为J0613+52的星系可能是“目前为止发现的最暗淡的星系”。有趣的是，使用绿岸望远镜（GBT）的科学家们是在一个纯粹的错误中发现这个“黑暗”星系的。

“GBT意外指向了一个错误的方向，并发现了这个天体。他是一个完全由气体构成的星系——它没有可见的恒星，”绿岸天文台的高级科学家卡伦·欧尼尔说道。“那里理应有恒星，但我们看不到。”

值得注意的是，这个充满原初气体的星系距我们没有数十亿光年远，从而无法为我们提供早期宇宙的信息。这个编号J0613+52的黑暗星系距我们只有约2.7亿光年。

·低面亮度星系

在J0613+52被发现时，天文学家们正在利用全球各大望远镜，包括位于绿岸的世界最大可调射电望远镜绿岸望远镜（GBT）和巴黎天文台的南赛射电望远镜，研究一些被称为低面亮度（LSB）的星系中的氢气。

低面亮度星系具有极低的恒星密度，所以相比银河系和M31这种标准星系，它们的单位亮度很低。这些星系往往只比夜空背景亮一点点，使得他们非常难以被发现。

比如，第一个被发现的LSB是马林1。它在1980年代被发现，直到目前仍是已知最大的漩涡星系之一（其直径是银河系的5倍），但马林1的亮度只有银河系的1%。

低面亮度星系还呈现出相对于其它星系慢得多的演化，它们中的很多个体至今仍处在演化的初级阶段。天文学家们相信这是由于它们的低气体密度，导致没有足够的可供坍缩为恒星的大密度气体云。

意外发现J0613+52的研究旨在确定这些低亮度或“超平静”星系的质量和气体成分。它们稀薄的特性为当前的恒星形成和星系演化理论制造了一些问题。天文学家们注意到了一些GBT和南赛望远镜观测数据之间的差异，这可能导致不同于任何此项目研究的LSB星系的一个新的LSB星系的发现。

·一个独特的暗星系

如同该科研项目中的其它350个星系一样，J0613+52也属于低面亮度星系。但它拥有一些与众不同的特质。

“我们目前了解到它是一个气体丰度很高的星系。它没有如我们预想的那样形成恒星，这可能是由于其气体太过弥散，”欧尼尔说。“同时它距离其它星系过远，无法通过外界引力作用触发恒星形成过程。”

这表明J0613+52看起来“未经扰动且并未经历演化”，她补充道。这暗示欧尼尔和她的团队偶然发现的J0613+52可能是第一个邻近的由原始气体构成的星系。

这表示主要由氢和氦组成的气体是在大爆炸后很短的时间内形成，且并不含由恒星爆炸带来的重元素，或“金属”。通过这些物质，天文学家们往往可以看得更远，也就是更加深入宇宙的历史。

J0613+52还具有一个引人注意的特点：它的旋转方式与正常漩涡星系一样。

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最后，J0613+52的发现带给了我们一些问题的答案，但又留下了更多的疑惑。如：还有更多象它这样的LSB，又或者它是一个独一无二的星系？

研究团队提出在多波段进行深度成像可能可以揭示更多此类的极暗星系，虽然它们极低的气体密度使得我们难以在无线电波段以外的波段进行成像，甚至不可能。

欧尼尔在新奥尔良美国天文学会举办的第243次会议上发布了团队的研究发现，并总结道，“使用像绿岸望远镜这样极其灵敏的设备进行全天观测可能可以发现更多这样的目标。”