哈勃太空望远镜发现隐藏在类星体强光中的110亿岁的星系

December2017

一个被称为斯蒂芬五重奏的星系组合，其中包含一个冒名顶替的星系，实际上比其他星系更接近地球。(图片来源:美国宇航局、欧空局和哈勃SM4 ERO团队)

（）据美国太空网（罗伯特·李）：利用哈勃太空望远镜，一组天文学家使用一种复杂的技术发现了一个难以捉摸的110亿岁的星系。他们不是观察这个领域发出的光，而是观察它吸收的光。

正如我们通过灯泡发出的光来观察灯泡一样，天文学家通常利用恒星发出的光来观察星系。星系发出跨越整个电磁波谱的光波，不同的望远镜能够在不同波长的光下观察这些宇宙物体，以形成完整的图像。

但是，当一个星系与另一个更远的明亮光源位于同一视线上时，还有另一种方法来进行这些星系观测。例如，当光线穿过背景星系射向前景星系时，前景星系中的气体和尘埃会吸收一些背景星系的波长。因为化学元素吸收特定波长的光，所以从背景光源中寻找光输出(或光谱)的间隙可以告诉天文学家光在到达我们的望远镜的途中通过了什么。换句话说，这些“缝隙”中的光线会在到达我们的有利位置的途中被前景物体吸收。

这项技术的一个潜在有用的背景源是类星体，它们是极其明亮的星系心脏，由超大质量黑洞提供动力，当它们吞噬周围的物质时，会喷射出辐射和物质。

“为了找到吸收星系，我们首先寻找特别红的类星体，”宇宙黎明中心的天文学家Johan Fynbo在一份声明中说。“因为恒星尘埃往往会吸收蓝光而不是红光，所以如果前景中有一个尘埃星系，类星体就会变红。”

他和他的团队已经通过解析红色类星体的光发现了几个吸收星系，但一旦完成这项工作，他们将面临一个更具挑战性的任务:寻找吸收星系本身发出的光。

宇宙灯塔上的萤火虫
当类星体正好位于一个星系后面时，它们往往会干扰我们对前景星系的观察，因为它们非常明亮。以至于它们基本上淹没了整个星系中每颗恒星的光的总和。

这使得发现一个有自己光输出的吸收星系就像站在岸上试图发现一只栖息在灯塔灯上的萤火虫。虽然对许多人来说，这可能是一个太可怕的挑战，但是，Fynbo和他的同事们喜欢它。

不幸的是，科学家们还没有识别出来自他们最近发现的110亿岁的吸收星系的光，但这个物体揭示的吸收模式是值得注意的。当我们138亿岁的宇宙只有大约30亿岁时，这个星系看起来比以类似方式发现的其他星系吸收更多的光，这意味着它可能是一个更成熟的星系，如银河系。

“我们在失踪光线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，”发现小组成员、宇宙黎明中心的天文学家Lise Christensen在声明中说。“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。”

该小组还能够确定该星系有一个明亮的对应物。该星系似乎正在以密集的速度诞生恒星，距离吸收星系如此之近，该团队还认为这两个星系可能受到引力的束缚。这意味着，在它们被注意到后的某个时刻，这两个星系可能形成了一个类似于银河系所在的本星系群的星系群。

费恩博打算用其他仪器重访这一空间区域，包括位于拉帕尔马的北欧光学望远镜，来寻找这个星系群的其他成员，希望他能够看到吸收星系发出自己的光。

“这使得研究星系更加有趣，”天文学家总结道。

该小组的研究已被《天文学和天体物理学》杂志接受发表。同时，同行评审前的版本可以在研究资源库arXiv上获得。