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天文學家:有什麼東西躲在一顆恒星背后,或從遠古穿越而來

近日一些科學家在《英國皇家天文學會月刊》上刊文稱,因為一顆恒星的快速運動,一個原本位于它身后,被耀眼星光遮掩的神秘星系顯露了出來。而當科學家對這個星系進行了研究之后吃驚地發現,盡管它位于現代宇宙中,內部卻像那些遠古星系一樣,極度缺乏「金屬」元素,就像是突然從遠古穿越到了現在。

NASA / ESA / Igor Karachentsev (SAO RAS) / Alyssa Pagan (STScI)

在天體物理學家眼中,今天的宇宙和早年的宇宙有一個很大的不同,即它們的「金屬」元素含量不同。

早年宇宙中的物質,幾乎全部都是由氫和氦這兩種最輕的元素組成的。因此在最早出現的星系中,恒星也幾乎只包含氫和氦。更重的那些元素——比如碳、氧和鐵,是由恒星經歷一代又一代的生死循環,在其內部的核聚變反應堆中制造出來的。

這些后來才被制造出來的元素,正是天體物理學家口中的「金屬」。它們在恒星消逝后被撒播到了廣袤的宇宙空間中,然后又被新一代恒星取用,結合到自己體內。它們也是適宜生命棲息的巖質行星比如地球形成的關鍵。

所以,一個星系如果看起來非常「年輕」,同時「金屬」含量又很低,則意味著它在宇宙中存在的年代更靠近宇宙誕生之初。雖然它本身看上去非常「年輕」,但是相對于今天,它又是非常「古老」的,不太可能出現在現代宇宙中。

曾經被恒星遮掩的這個矮星系名叫HIPASS J1131–31——這是一個編號——它的戲稱是「躲貓貓星系(Peekaboo Galaxy)」。由于一直被星光所遮掩,從地球上很難對其進行觀測。但是由于前景恒星的移動速度很快,這個星系在過去的50至100年中已經開始逐漸顯露在我們眼前。

作為一個矮星系,HIPASS J1131–31的寬度只有1200光年,包含的恒星數量與龐大的銀河系相比很少。由于距離地球相對較近,只有大約2000萬光年,因此哈勃太空望遠鏡甚至還解析出了其中大約60顆單一恒星。

觀測結果顯示,HIPASS J1131–31內的恒星大多是熾熱的藍星,缺乏紅色恒星。藍星相對年輕,而紅星相對衰老。理論上,由于HIPASS J1131–31存在于現代宇宙中,它體內的「金屬」含量一定會偏高。因為在藍星誕生之前,HIPASS J1131–31內部一定經歷過多代恒星的更迭。

但實際情況恰恰相反。光譜數據顯示,HIPASS J1131–31內部恒星的金屬含量極低,它是一個所謂的「極端貧金屬星系」。

既「年輕」又「極端貧金屬」的星系,通常存在于距離地球非常遙遠的宇宙中,至少也在HIPASS J1131–31和地球距離的2倍以上——這樣才符合星系和恒星演化的規律。

而HIPASS J1131–31卻和地球非常近。2000萬光年在天文學的語義中相當于「附近」和「現在」。因此它的出現,就好像有一個遠古時代的星系,突然穿越到了今天一樣,顯得極其古怪。

如果說這個神秘的「躲貓貓星系」真的是一個現代星系,那麼它能夠在距地球相對很近的地方,經歷近130億年的演化后,仍然將體內的金屬含量維持在如早年的星系一樣,沒有因一輪輪恒星的生死迭代而變高,實在是匪夷所思。

在這個「穿越」到現代的星系身上究竟隱藏著什麼樣的秘密?亦或它預示著在星系演化方式中有某種我們尚不知道的東西?這些問題都需要科學家去進一步解答。

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