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两架NASA的大型空间望远镜——“斯必泽”（Spitzer）和“哈勃”（Hubble）已经联手合作，“称量”了几个遥远星系中的恒星质量。这些迄今所见的最遥远星系之中，有一个星系对于它所身处的年轻宇宙来说，似乎重得异乎寻常，也成熟得异乎寻常。 遥远的大质量星系的照片，即图中蓝圈标出的星系，偏下方的较大星系是距离较近的前景星系。右上是哈勃拍摄的可见光照片，左下是哈勃拍摄的近红外照片，右下是斯必泽拍摄的红外照片，星系在可见光中并不明显，表明它的距离是遥远的，而在红外光中异常明亮，表明它的质量相当巨大。左上图是各波段合成的假彩色照片。这使得天文学家们大吃了一惊，因为宇宙中最早的星系通常被认为是小得多的恒星集合，它们逐渐并合，最终才形成了类似于我们银河系的大星系。 “这个名叫HUDF-JD2的星系似乎在大*之后的最初几亿年内，就已经迅速长大成型了。它产生的恒星总质量大约是我们银河系恒星质量的8倍，然后，突然之间，它就停止了新恒星的形成，”太空望远镜科学研究所（STScI）和欧洲航天局（ESA）的巴赫拉姆·莫巴谢尔（Bahram Mobasher）说。 这个星系是在一小片被称为哈勃超深场（UDF）的天区中被找到的，这片天区中还有大约10,000个其他星系与它为伴。这个星系被认为是已知最遥远的星系 之一。它所处的时代，宇宙的年龄仅有8亿年，大约是目前宇宙140亿岁年龄的5%。 研究超深场的科学家们在哈勃的红外照片中发现了这个星系。他们原以为这是一个年轻的小星系，就像在同样距离上发现的其他已知星系一样。结果他们却发现，这个星系惊人地成熟，质量也大得多，它的恒星似乎已经在那里存在 了很久了。 哈勃的可见光超深场照片是迄今曝光最深的照片，可是这个星系在照片中却并不明显。这表明，这个星系的大部分可见光已经数十亿光年长的旅途中，被不断穿过的氢气吸收掉了。这个星系是利用哈勃的近红外相机和多目标光谱仪检测到的。它还被欧南台甚大望远镜（VLT）上的红外相机检测到了。在 波长较长的红外波段中，它显得非常暗淡，非常红。 令人大吃一惊的是，在斯必泽太空望远镜拍摄的波长更长的红外照片中，这个星系居然会明亮得多。斯必泽对于年老偏红的恒星发出的光线比较敏感，它们组成了一个星系的大部分质量。这个星系的红外亮度暗示 ，它的质量是巨大的。“即使在今天，这也会是个相当巨大的星系，”美国国家光学天文台的马克·狄更生（Mark Dickinson）说。“在宇宙还只有8亿岁的时候，它绝对是个庞然大物，”他补充说。 英国埃克塞特大学（University of Exeter）的劳伦斯·艾丽丝（Laurence Eyles）和斯必泽科学中心的严灏景（Haojing Yan）也曾独立报告过斯必泽的观测结果。他们发现了证据，表明位于同样距离上的其他更普通、质量更小的星系之中，也存在着成熟的恒星，而当时的宇宙还不到10亿岁。 莫巴谢尔所做的新的观测，将令人吃惊的成熟“婴儿星系”的概念延伸到了一个质量可能超重了十倍的天体之上，看起来它的恒星是在宇宙更早的历史时期中形成的。 莫巴谢尔的小组结合了哈勃、斯必泽和VLT的观测数据，估测出了这个星系的距离。星系在不同波长中的相对亮度和膨胀的宇宙有关，科学家们可以利用它们来估测它的距离。他们还根据其中恒星的质量和年龄，对星系的组成有了一些了解。 但是要证实这个星系的距离，还需要下一代望远镜，例如詹姆士·韦布（James Webb）红外太空望远镜才能够完成。 虽然天文学家们通常相信，大部分星系都是通过较小星系的并合而逐渐形成的，但这个天体的发现暗示，至少有一些星系是在很久以前迅速形成的。对于这样一个大星系来说，其中一定发生过非常激烈的恒星形成爆发事件。 JPL负责管理斯必泽太空望远镜任务。哈勃太空望远镜是NASA和欧洲航天局的一项国际合作计划。甚大望远镜是欧州南方天文台的一项计划。 |
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