來自百億光年外遠古宇宙的星塵之光

藝術家描繪的A2744_YD4。ESO

A2744_YD4是個古怪的編號，但它卻代表著人類迄今為止觀察到的最遠星系之一。它也是歐洲南方天文台阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波望遠鏡陣列眼中最年輕、最遙遠的天體。

最近，一個由英國倫敦大學學院Nicolas Laporte為首的國際科研小組發現這個星系身上散發著一種異樣的光——它們來自遠古宇宙的星塵。這些星塵是宇宙間最早一批恆星死後留下的殘骸。

在對這個星系的距離作了確認後，天文學家發現我們看到的景象來自宇宙還只有6億歲時。在那個時候，宇宙間的恆星和星系才剛剛開始成形。

ALMA和哈勃太空望遠鏡拍攝的A2744_YD4。ESO

宇宙塵埃的成份大部分是硅、碳和鋁。這些極小的微粒直徑不足百萬分之一厘米，但它們卻是在恆星內部鍛造而成的。恆星死亡後，它們擴散到了整個宇宙。今天，這些塵埃無處不在，是構建恆星、行星和複雜分子的重要原材料；但在第一代恆星死去之前的早期宇宙中卻非常稀有。

A2744_YD4非常遙遠。我們之所以能夠一睹它的身姿，多虧了引力透鏡的協助。在它前方橫亘著一個巨大的星系團，名為阿貝爾2744。阿貝爾2744產生的強大引力彎曲了它周圍的空間，進而把位於其後方的A2744_YD4影像放大了1.8倍。

天文學家在A2744_YD4中發現了氧被電離時產生的發射線。產生這些發射線的氧，是同一台望遠鏡自2016年以來在宇宙中發現離我們最遠也最早的。

這些宇宙塵的存在，為天文學家提供了與宇宙中的首批超新星有關的新信息，由此人們也可以推測宇宙中第一批恆星究竟是在什麼時候出現的。尋找宇宙中出現的第一批恆星，也就是所謂的「宇宙的黎明」，是現代天文學夢寐以求的終極理想。而這，能夠通過對早期星際塵埃的研究進行間接推斷。

A2744_YD4中包含的塵埃質量相當於太陽的6百萬倍，星系的總質量相當於太陽的20億倍。天文學家還通過測算確認，A2744_YD4中的恆星誕生頻率大約是每年20個太陽質量。與之相比，我們銀河系的恆星產生率很低，大約只有每年1個太陽質量。

作為一個早期星系，擁有這麼高的恆星產生率是正常的，但重要的是，這同時也能反映A2744_YD4中的宇宙塵埃是多久之前形成的。據估算，形成這些塵埃大約只需要2億年時間。因此，我們所見到的這個星系才剛剛形成不久。

這意味我們眼中這個星系在此前大約2億年時就已經擁有了足夠多的恆星，它對研究首批恆星和星系產生的那個年代極有助益。宇宙間的第一代恆星，是我們的太陽、地球，甚至於我們自己的共同祖先。研究這些恆星，了解它們的生生死死，就是在追尋我們自身的起源。