從古老星繫到觀察宇宙歷史，梅西耶90的藍移是否和質量有關？

作者：文/虞子期

早在1781年，查爾斯·梅西耶就發現了梅西耶90的存在，距離大約6000萬光年，並且正在向我們靠近。位於室女座的它，是一個螺旋星系,同時也被稱為M90（NGC 4569）。哈勃太空望遠鏡的一張華麗新照片讓人難以置信，因為，鏡頭下的梅西耶90就像在銀河繫上爬行，科學家們在捕獲它時，更發現了很多令人著迷的信息。

通過梅西耶90的光線判斷距離

在進行梅西耶90的探測中，科學家們用於拍攝其相關圖像的相機，擁有比其他三個更高的放大率，圖像在頂部具有階梯形孔，一共由四個具有重疊視野的光檢測器組成。被科學家們發布的這張梅西耶90圖像，結合了紫外線、紅外線和可見光。關於梅西耶天體的多哈勃圖像，都是由天文科學家梅西耶所發現。

科學家們如何分辨出「梅西耶90」正在接近我們的銀河系？答案是梅西耶90的光線！其中的科學原理，科學家也對此進行了比較形象說明：當你朝著我們的方向移動的時候，銀河系就會壓縮光線的波長，正如你在一端推動時被壓扁一樣的緊張，並且，在可見光譜上，較短的波長會呈現出藍色狀態。

「藍移」和「紅移」都具有怎樣的特徵

當它的光線從我們的角度被壓縮時，梅西耶90出現了「藍移」的現象，科學家們正是通過這樣的特徵確定，梅西耶90的狀態是正在向我們靠攏。它和宇宙中的其他星系有所不同，因為我們目前可以觀察到的大部分星系，其實都正隨著宇宙的擴張、而和我們距離越來越遠，並且，他們的光線向可見光譜的紅色段延伸，這樣的現象也就是所謂的「紅移」。

梅西耶90的藍移是否和質量有關

有一個由1200多個星系組成的群體，被科學家們稱作Virgo Cluster。梅西耶90正是其中的一部分，並且，它所發生的「藍移」現象可能正和此有關。這個特殊星團所擁有的質量令人難以置信，它可以實現將星團內的星系加速，以達到高速、並足夠將它們送到奇怪的軌道之上。星系的奇怪路徑，就是這樣隨著時間的推移，將它們送往和離開我們。

從整體來看，「處女座群」本身是在逐漸遠離我們，只是，在這些群集中的所有星系移動速度並不相同。比如梅西耶90，它所移動的速度會比整個群集的移動速度相對更快。這也是為什麼從地球的角度來看，我們會覺得銀河系也在向我們移動，雖然，處於同一星團中的其他星系，卻似乎正在以很快的速度從我們身邊離開。

梅西耶90這樣的螺旋星系特徵

螺旋星系往往具有迷人的美麗形狀，在接近銀河系的區域，大約有70%的星系都是螺旋星系。科學家們所發現的星系也大多是螺旋星系，它們一般由年輕的恆星所組成，主要有橢圓形和不規則形兩種類型，中央的凸起、周圍平坦的旋轉圓盤，也是它們最常見的兩個明顯特徵。

星系中心那些凸起的部分，是由相對較暗、年齡較大的恆星組成，也被普遍認為包含了超大質量的黑洞，就像我們所在的銀河系。大約三分之二的螺旋星系，都會通過自己的中心包含一個條形結構。環繞星系的臂包含了大量的塵埃、氣體和年輕的恆星，並且，在它們快速消亡之前，還會發出明亮的光芒。

隨著時間進程的加快，螺旋線也隨之變老，螺旋星系被科學家們認為演變成了橢圓星系。只是截至目前，科學家們還無法確定橢圓星系的常見性。因為，它們由於本身年齡很大，並且又是由較暗的恆星組成，所以要發現它們的難度很大。2107年，科學家們所發現的螺旋星系A1689B11，是一個擁有110億年古老歷史的星系，它的發現為科學家們了解如何從高度混亂、湍流的圓盤，衍變成有組織且更薄的圓盤，提供了很大的幫助。

從古老星繫到觀察了解宇宙歷史

作為現代螺旋星系的祖先，A1689B11就像我們所在的銀河系一樣，也是由恆星、塵埃和氣體這些部分組成。對於早期宇宙而言，螺旋星系這樣的存在是極為罕見的，這個科學發現，對於調查星系的變化而言，就像推開了該領域的知識大門。儘管，一個星系的變化可能受到很多因素的影響，但是，一般的螺旋星系都往往是由較小的橢圓星系合併而成。

通過雙子座北望遠鏡，使用稱為「近紅外整體場光譜儀」的儀器，科學家們才得以「看到」110億年前的時間。與此同時，還證明了銀河系第一個原始螺旋臂的形成。當時的宇宙不到30億年，正因為光以有限的速度傳播，所以A1689B11的光在110億年前離開那個星系，天文科學家們可以回顧過去，並通過直接觀察了解宇宙的歷史。

很多新發現的星系都太遙遠，科學家們無法用現代儀器直接觀測到它們的存在。這也是為什麼研究人員會利用這種被稱為引力透鏡的自然現象。因為，當是一個像星系或一群星系這樣的巨大的物體時，它們的引力「彎曲」會放大來自其本身以外物體的光。科學家們正是通過這樣的方式，通過尋找靠近地球星系團邊緣的引力透鏡效應，探測出遙遠古老螺旋星系的光。

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