天文学家研究早期宇宙中的一个星系群

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较近的被称为斯蒂芬五重奏的星系。这组星系由四个大约3亿光年远的星系组成，加上第五个“冒名顶替者”，右上角的蓝色星系，实际上是一个距离只有3900万光年的前景星系。鸣谢:美国国家航空航天局、欧空局和哈勃SM4 ERO团队

（）据尼尔斯·波尔研究所：利用哈勃太空望远镜，由哥本哈根宇宙黎明中心的研究人员领导的一个国际天文学家小组，研究了一个在110亿年前看到的星系。与典型的观察相反，星系不是通过它发出的光，而是通过它吸收的光被发现的。该星系本身避开了观测，但至少有一个邻近的伴星。这些星系共同组成了一个早期的星系群，这个星系群后来可能会演化成类似于我们所居住的本星系群。

当我们看到东西时，我们之所以看到它们，是因为它们发出光——比如太阳或手电筒——或者因为它们反射其他人发出的光——比如月亮或自行车。

这通常也是我们发现远近星系的方式。星系发出全电磁波谱的光，不同的望远镜可以探测到不同种类的光。

但事实上还有另一种方法，一种依赖星系吸收光线能力的补充方法。

星系阻挡了光线

如果一个星系恰好位于一个更远、更亮的光源的视线上，这个星系会吸收一些背景光源的光。这种吸收是由位于星系恒星之间的气体和尘埃粒子造成的。然而，这些粒子对所有波长的吸收并不一样好，而是倾向于吸收特定波长的光。

如果我们对背景“灯塔”进行光谱分析，也就是说，观察显示我们在每个波长下看到多少光，我们会在光谱中看到明显的吸收“洞”，表明有东西挡住了光。

根据我们看到“洞”的确切波长，以及到底有多少光丢失，我们可以推断出前景星系的各种物理特征。

原则上，明亮的背景源可能是另一个星系，或者有时是一颗正在爆炸的恒星，但更多时候是一颗类星体；星系中极其明亮的核心，有一个超大质量黑洞吞噬着它的周围。



背景类星体(A)位于这幅图像的中心，比前景星系更加明亮，而邻近的星系距离我们大约100万光年。巧合的是，另外两个类星体(B和C)也位于背景中，使研究人员能够通过吸收进一步研究周围环境。所有其他的光点都是不相关的星系，远离星系团。鸣谢:费恩博等人(2023)，劳森(黎明)

体育场投影仪前的萤火虫

吸收的光揭示了星系的几个物理特征，但不是全部。如果我们想更多地了解它，我们可以尝试搜索天空中同一区域发出的光。

问题？它被精确地，或者几乎精确地放置在明亮类星体的前面。这实际上就像试图在体育场投影仪前观察一只萤火虫。

然而，这正是哥本哈根宇宙黎明中心的天文学教授约翰·费恩博喜欢挑战自己的地方。

“为了找到吸收星系，我们首先寻找特别红的类星体，”费恩博解释说。“因为星尘倾向于吸收蓝光而不是红光，如果前景中有一个尘埃星系，类星体就会变红。”

这种方法让Fynbo和他的合作者探测到了多种这样的吸收体。下一步，也是最困难的一步，是仔细寻找导致吸收的星系发出的光。

我们本星系群的二重身？

最近，该团队开始寻求来自一种特定吸收体的光，这种吸收体在过去近110亿年中出现过，选择它是因为它会导致背景类星体相当大程度的变红。这种吸收器是非凡的，因为它比大多数其它吸收器吸收更多的光；这表明它是一个相当成熟的星系，可能类似于银河系。这篇文章已经被《天文学与天体物理学》杂志接受发表，目前可以在arXiv预印本服务器上获得。

“我们在丢失的光中发现的特征告诉了我们一些关于前景星系中尘埃的信息，”宇宙黎明中心的副教授Lise Christensen说，他也参与了这项研究。“事实上，这些尘埃似乎类似于我们在银河系和我们邻近的一个星系中看到的尘埃。”

唉，尽管他们的努力，该小组无法检测到吸收体的发光对应物。很有可能它几乎正好位于类星体的前方。另一方面，他们发现了附近的另一个星系——一个似乎是高度恒星形成的星系。可能还有更多。

这些星系彼此靠得如此之近，以至于它们受到引力的束缚，而不是被宇宙的膨胀拉开。这意味着，在未来，它们将形成一个“星系群”，就像我们的本地组一样，由银河系、仙女座星系和大量较小的卫星星系组成。

“这使得研究星系变得更加有趣，”Fynbo说，他计划在未来用拉帕尔马的北欧光学望远镜和其他望远镜重访该领域——两者的目的都是寻找该群体的其他成员，并有希望揭示引起吸收的星系。