在早期宇宙中就形成的巨大星系種子！

現代星系呈現出廣泛的多樣性，包括矮星系、不規則星系、螺旋星系和巨大的橢圓星系。最後一種類型，大質量橢圓星系，給天文學家帶來了一個難題。儘管它們是質量最大、恆星最多的星系，但恆星幾乎都是古老的。在過去的某個時候，巨大橢圓星系的祖先一定迅速形成了許多恆星，然後由於某種原因停止了。幸運的是，有限的光速為科學家們提供了一種讓時間倒流並觀察早期宇宙的方法。如果一個星系距離地球120億光年，那麼這個星系發出的光在到達地球之前一定已經傳播了120億年。這意味著我們今天觀測到的光一定是120億年前離開銀河系的。換句話說光就是120億年前星系的樣子。

博科園-科學科普：通過觀察距離地球不同距離的星系，天文學家可以重建宇宙的歷史。由日本國家天文台(NAOJ)、東京大學(University of Tokyo)和哥本哈根大學(Copenhagen University)研究人員組成的一個國際團隊，利用NAOJ斯巴魯(Subaru)望遠鏡和其他望遠鏡的數據，搜尋位於120億光年之外的星系。在這些樣本中，他們發現了大量的靜止星系，這意味著沒有活躍恆星形成的巨大星系，可能是現代巨型橢圓星系的祖先。令人驚訝的是，成熟的巨型星系很早就存在了，而當時的宇宙只有現在的13%。研究小組隨後使用斯巴魯望遠鏡對120億光年之外最亮的5個大質量靜止星系進行了近紅外高解析度後續觀測。

斯巴魯望遠鏡Surpime-Cam拍攝的巨大靜止星系寬視場偽彩色圖像(主圖像)和IRCS(紅外相機和攝譜儀)拍攝的高解析度特寫(插圖)。黃圈表示用AO188自適應光學系統校正後的觀測值的點擴散函數。圖片：NAOJ

結果表明儘管巨大的靜止星系是緊湊的(只有銀河系的2%大小)，它們幾乎和現代星系一樣重。這意味著，要成為現代的巨型橢圓星系，它們必須膨脹到大約100倍大，但只能增加大約5倍的質量。通過將觀測結果與玩具模型進行比較，研究小組發現，如果這種增長不是由兩個相似星系合併形成一個更大星系的大型合併驅動，而是由一個大星系吞併較小星系的小型合併驅動，那麼這種增長是可能的。NAOJ博士後研究員、通訊作者Mariko Kubo解釋說：我們對研究結果的意義感到非常興奮。但是現在的解析度已經達到了現有望遠鏡的極限。目前正在開發的30米望遠鏡的優越空間解析度將使我們能夠更精確地研究遙遠星系形態。對於超過120億光年的遙遠星系，需要下一代的詹姆斯韋伯太空望遠鏡。

博科園-科學科普｜研究/來自：斯巴魯望遠鏡

參考期刊文獻:《天體物理學》

論文DOI: 10.3847/1538-4357/aae3e8

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