http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2013-04-30
类似这幅图中展示的这类成熟的星系群非常常见，不足为奇，这也就反过来说明了为何此次发现的位于宇宙巨洞区域孤零零的“三体”星系如此珍贵的原因
新浪科技讯 北京时间4月25日消息，据英国《新科学家》杂志报道，天文学家们近期观测到在远离星系分布核心区域寒冷，黑暗的宇宙深处存在3个孤零零的星系，这三个星系的外围被一团氢气团包围，并且它们似乎还与一条看不见的暗物质带体有关。
这三个星系被发现的意义当然不会仅仅局限于点缀了原本显得有些荒芜的宇宙深处。这些星系的成长由于“地处偏远”，得不到足够的物质供应而备受阻碍，这就使它们迄今仍然停留在星系演化的早期阶段止步不前，而这在星系团的核心区域非常罕见。由于这几个星系非常遥远，它们就成为检验和了解星系如何演化的绝好样本。
这三个星系现在被一并编号为VGS_31，它是由荷兰格罗宁根大学卡普坦天文研究所的布库·贝古(Burcu Beygu)和同事们一起最早发现的。这个研究组致力于在宇宙中一些最空旷的区域中搜寻星系，作为他们“宇宙空洞星系搜寻计划”，即VGS计划的一部分。该研究组对60个此类空洞中的星系进行了研究，之所以会注意到VGS_31，是因为它拥有与众不同的结构。贝古表示：“我此前还从未在一个宇宙空洞区域内看到过这样的星系系统。”
宇宙中绝大部分的星系是沿着一种蛛网状的网络分布的，这种蛛网结构遍布整个宇宙。一般认为这种奇特的结构是暗物质条带结构相互连接构成的结果，它们相互交织，编织成网，星系就“挂在”这些网上。
理想的模型检验手段
在这些宇宙“蛛网”结构之间的空洞被称作“巨洞”，这里的物质密度大大低于蛛网结构区域，但是其中也的确分布着零星的一些星系。这些星系究竟有多么孤独你可以这样想象：距离我们银河系最近另一个大型星系是仙女座大星系，距离值大约是250万光年，看上去银河系已经非常孤独。但实际上我们现在已经非常清楚，银河系所在的位置是一个星系密集的区域，银河系本身是“本星系群”的成员，而本星系群整体上属于另一个更高级别星系结构——“室女座超星系团”的组成部分。相比之下，距离VGS_31最近的星系远在4200万光年之外。
然而正是由于这种孤独，这些位于巨洞区域的星系特别受到天文学家们的青睐。原因很简单：分布在星系密集区域的星系或星系结构，由于容易受到附近其他星系或星系集团的引力作用，导致很难还追溯它们的早期演化历史。而那些位于空旷的巨洞中的星系或星系群，由于远离任何其它星系，因此它们便非常适合用来研究星系的演化历史。
贝古表示：“对这些星系的研究对于加深我们对星系演化和形成的环境非常重要。”而当这个星系位于一个小规模的星系群体系中时情况就更加理想，从而可以为我们提供额外的很多信息。
不过美国费城德雷塞尔大学的迈克尔·沃格雷(Michael Vogeley)指出，这样的星系很难找到，因此我们此前对星系演化的几乎所有知识都来自于对星系密集区域研究的结果。这些星系非常明亮，可以用望远镜很好的观察。他说：“要想对巨洞中的星系进行研究则要困难得多。”
发育不良
尽管在此之前已经有科学家发现了一些位于巨洞区域内的小型星系，但VGS_31则是首个通过可见光波段外的多波段手段观察分辨出其内部结构的此类星系群。
这一进展已经导致了一些有趣的发现。如贝古研究组发现在这一“三体”星系的周围存在一个延伸超过40万光年的氢原子云，并发现这一氢原子云正在沿着连接这三个星系的方向上缓缓运动。这就说明这些星系很有可能是附着在一条看不见的暗物质条带上，而这便是最初导致这些星系形成的“种子”。在此之前还没有任何人能回答这一问题，那就是：是否所有的星系都形成于暗物质蛛网结构上，抑或仅仅只有那些形成了巨型星系团结构的成员星系才是这样。
这一“三体”星系同时还首次提供了星系在巨洞中成长的证据。位于大型星系集团中的星系成员在很早之前便已经停止产生新的恒星，原因是可供形成新生恒星的气体资源已经耗尽，或者被近旁的其它星系掠夺走。但是在巨洞区域的星系，如“三体星系”VGS_31，仍然拥有自己的气体资源，因此仍然可以实现非常缓慢的成长。
不过由于总体而言缺乏成长所需的原料，这里的星系显得明显规模要小得多，并且演化的程度也更加原始，但是总体来看这些星系和位于物质富足区域的大型星系的演化历程应当是一致的。沃格雷表示：“和传统研究很多的大型星系群相比，这些巨洞区域的孤独星系为我们提供了研究星系演化的一个非常不同的环境，这就为检验我们现有的星系形成和演化理论模型提供了一个重要的检验手段。”(晨风)
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最大漩涡星系延伸超52万光年：相当银河系5倍
这是一张巨型棒旋星系NGC 6872的多波段合成图像，其中可见光波段数据来自欧洲南方天文台甚大望远镜，远紫外数据（λ=1528Å）来自美国宇航局星系演化探测器（GALEX），红外数据（λ=3.6μm）来自美国宇航局的斯皮策空间红外望远镜。在图像中，可以看到只有在紫外波段才显现出来的一个潮汐矮星系（图中圈出），显示其内部有大量新生恒星形成。IC 4970是一个正与星系NGC 6872发生相互作用的盘星系，在图像中其位于NGC 6872星系盘面中央位置上方。整个NGC 6872星系最长延伸超过52.2万光年，相当于我们银河系的5倍，从而使其成为迄今已知最大的漩涡星系
新浪科技讯 北京时间1月18日消息，据美国宇航局网站报道，长期以来，棒旋星系NGC 6872一直被认为是最大的星系之一。最近，一个由来自美国，智利和巴西的天文学家们组成的研究小组利用美国宇航局星系演化探测器(GALEX)和其它探测项目的历史存档数据，最终确认其为迄今所知最大的旋涡星系。GALEX探测器目前由加州理工学院负责运行。
如果测量从其两条向外延伸的旋臂，从一头到另一头的长度，那么星系NGC 6872的延伸范围超过52.2万光年，这几乎相当于我们银河系直径的5倍以上。该项研究的第一作者，美国宇航局戈达德空间飞行中心研究助理，同时也是美国天主教大学博士生的拉斐尔·埃弗拉索(Rafael Eufrasio)表示：“如果不是GALEX探测器拥有可以探查那些年轻高温恒星的紫外波段观察能力，我们便根本不可能有机会清楚识别出这个庞大系统的边界。”本周四，拉斐尔在加州长滩举行的美国天文学会会议上向与会者提交了相关研究报告。
星系NGC 6872之所以拥有如此奇特的形态，主要是因为与一个比它自身要小得多的星系的相互作用，那就是IC 4970，后者的质量仅有NGC 6872的大约1/5。这对奇特的组合距离地球约2.12亿光年，位于南天的孔雀座之中。
天文学家们认为像我们所在的银河系这样的大型星系是在长达数十亿年的漫长岁月中通过不断吞并无数的周边较小型的星系而不断成长壮大的。然而有意思的是，星系NGC 6872和IC 4970之间的相互作用却似乎正在产生相反的结果，那就是产生新的小型的矮星系。
研究组成员，天主教大学天文学教授杜拉·梅洛(Duilia de Mello)表示：“星系NGC 6872东北侧的一根旋臂是受到扰动最大的，那里正发生剧烈的恒星新生过程。然而在其只能在紫外波段观测到的最远端，这里存在的是一个看似潮汐矮星系的天体，这一天体与在其它正发生相互作用的星系环境中也曾被观察到。”这种潮汐矮星系在紫外波段观察时要比整个星系的其它部分更加明亮，这是一个信号，说明其内部充斥着年龄小于2亿年的年轻的高温恒星。
研究人员调用了大量历史存档数据，包括欧洲南方天文台甚大望远镜，2微米巡天项目，美国宇航局所属的斯皮策空间望远镜以及星系演化探测器(GALEX)的归档数据资料。
通过对不同波段能量分布的考察，研究小组发现沿着该星系的两条常常的旋臂上存在一种独特的恒星年龄模式。其中最年轻的恒星都分布在一根西北方向的旋臂远端，位于潮汐矮星系的范围内部，而越是接近星系核心位置，在这些区域的恒星年龄也便越老。在西南方向的旋臂上也可以观察到相似的情况，这说明这个星系中的恒星新生情况可能受到了两个星系相互撞击的影响。
早在2007年，瑞典昂萨拉空间天文台的卡锡·霍瑞罗(Cathy Horellou)和澳大利亚国家望远镜设施的巴贝尔·科瑞巴尔斯基(Baerbel Koribalski)便已经开发出一种计算机模拟程序，其可以模拟出两个星系相撞的情形，并得到和我们今天所观察到相似的结果。根据其中最接近的模拟，星系IC 4970在大约1.3亿年之前到达与星系NGC 6872之间的最近距离上，并沿着几乎和后者的星系盘位于相同平面上的路径前行，且其行进方向也恰好与后者的自转方向相一致。此次的这一研究结果与2007年的这项模拟结果是相一致的。
由于两者都是棒旋星系，NGC 6872内部含有一根棒状结构，其代表的是星系从旋臂向核心过渡的区域。这个棒状结构半径约2.6万光年，相当于其周边其他棒旋星系核区棒状结构平均长度的几乎两倍，这一点让这个庞然大物受益良多。
研究小组在这个核区棒状结构中尚未观察到恒星新生的迹象，这说明其形成年代距今至少已有数十亿年之久。其内部所含有的老年恒星就像是一颗颗活化石，保留着星系NGC 6872在与IC 4970发生相撞之前的恒星成员。
另一位研究小组成员，美国宇航局戈达德空间飞行中心的天体物理学家艾利·德威克(Eli Dwek)表示：“了解类似这种处于相互作用过程中案例的结构和动力学知识让我们朝着将它们置于更恰当宇宙学位置之上的目标更近了一步，从而铺平了破解那些更加年轻，更加遥远星系系统之谜的道路。”
研究组的成员中还包括了来自巴西圣保罗大学以及欧洲南方天文台的成员。星系演化探测器(GALEX)项目由美国加州理工学院领衔，其具体负责该探测器的科学运行和数据处理。美国宇航局喷气推进实验室(JPL)负责项目管理并制造了探测器搭载的科学载荷。(晨风)
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科学家发现宇宙最大结构：星系群延伸40亿光年
艺术示意图：剧烈活动的类星体，这是一类发出强大能量的早期活动星系类型。
新浪环球地理讯 北京时间1月15日消息，据美国国家地理网站报道，天文学家近期发现了宇宙中最大的结构，其巨大程度甚至让现代宇宙学理论认为其不可能存在。
根据来自斯隆数字巡天项目的数据，一个国际天文学家小组发现一个创纪录的类星体集群结构，其延伸超过40亿光年。所谓类星体即一类年轻的活动星系。该项研究的第一作者，英国中央兰开夏大学天文学家罗杰·克洛斯(Roger Clowes)表示：“这项发现很大程度上是一个惊喜，因为它着实突破了我们所知晓的宇宙中最大结构的尺度。”相比之下，我们所在的银河系直径不过仅有数十万光年，而银河系所处的上一级结构，即室女星系团，其延伸也仅有数亿光年而已。
挑战现有理论
克洛斯表示，天文学家们多年前便已经知道类星体可以形成巨大的集群，延伸超过7亿光年。然而此次所发现的，由73个类星体组成的超级集群延伸超过90亿光年，这一规模让人吃惊。
天文学家们之所以感到惊愕不已，是因为现有的天体物理学模型似乎限定了宇宙中所存在结构的规模上限是其尺度不应超过12亿光年左右。克洛斯表示：“因此这一发现对我们现有的知识构成挑战，因此我们此次并不是解决了一个问题，而是新发现了一个问题。”
这一巨大的结构被简单地称作“大型类星体团”(LQG)，其发现同时还颠覆了另外一项基本宇宙学原理，那就是当在大尺度上进行观察时，宇宙应当是总体均匀的。克洛斯表示：“这可能意味着我们对于宇宙的数学描述过于简单了，更好的模型或许应当是远比这更加困难和复杂的。”
揭示早期星系演化奥秘
本次发现的意义还不仅在于其巨大的规模打破了原有纪录，其本身还将可能有助于开展对类似银河系的星系在演化方面的研究工作。类星体是一类在宇宙尚年轻之时存在的，发出强烈能量的活动星系，它们是宇宙中最明亮，最强大的天体之一。它们代表了一种存在于星系演化早期，然而却十分短暂的阶段。
一种理论认为类星体的这种规模巨大的结合形式可能是现代宇宙中超星系群的前身，然而这两者之间的真正本质联系目前仍不得而知。吉拉德·威灵格(Gerard Williger)是路易斯维尔大学的一位天文学家，他认为这项研究，作为计算机模拟的主要目标之一，也应当更多地通过望远镜的实际观测进行验证。他说：“这种结构之大超出了我们根据宇宙大爆炸之后的冲击波理论得到的预期。很有可能有某种机制在大尺度上操控着类星体的行为，这可能对早期的宇宙环境产生影响。”(晨风)
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The Elementary Particles Causing the Thermonuclear Fusion and the Evolvement of the Fixed star