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【天文發現】奇特星系密度大 成天文之謎

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銀河系與宇宙早期緊湊星系的比較。( NASA, ESA, and A. Feild STSc )

遠天體對於天文學家來說似乎永遠是難解的謎。最近發現的高度緻密星系距離我們有一百多億光年,反映了宇宙早期的星系形態。

八月初,研究人員應用哈勃望遠鏡和位於智利的雙子南方望遠鏡提供的測量結果,首次推算了一百一十億光年外的一個代號為1255-0的星系中星體的速度,發現它的星體以不可思議的高速運動,速度大約是太陽繞銀河系運轉速度的兩倍。

以地球圍繞太陽運轉為例:太陽質量越大,或地球離太陽越近,地球運轉速度也就越快。籠統的講,天文學家認為,星系質量越大,星體距離星系中心越近,星體繞星系運轉的速度也越快。

由於1255-0星系尺寸小,但是質量很大,因此推測星系中的星體必需以高速運轉。這個星系距離地球一百一十億光年,按照現代天文學的認識,我們能看到的,是該星系不到三十億歲時的光景。

天文學家還發現,在距離我們一百一十億光年附近,大約有30~40%的星系和1255-0星系類似。但是在和距離較近的宇宙範圍,天文學家沒有發現任何類似的星系。為什麼這些年輕的大質量星系尺寸卻只有現在質量相當星系的五分之一,這是困擾天文學家們的大問題。

「過去很多人認為我們高估了這些星系的質量。」耶魯大學天文學家課題組負責人彼得.范.多克姆(Pieter van Dokkum)說,「但是這項發現證明,這個星系相對它的尺寸,質量的確很大。這個星系的確像我們原來想的那樣奇怪。」

現在天文學家認為,那些星系會成長成為我們附近那樣的大尺寸星系。但是這樣一來,星系尺寸如何增長是難解之謎。現在天文學家認為,大星系是由小星系通過不斷碰撞組合而成,但是這就必然導致質量隨著尺寸的增加而增加,而不會僅僅是尺寸增加。

范.多克姆說:「也許還是我們搞錯了什麼。」

這個困惑可能是由兩個假設造成的,一是遙遠的星系遵循類似太陽系的運動規律,二是我們附近星系是由那些遙遠(也即現在天文學家認為的更年輕)的星系演變而來。而這兩個假設是否正確,卻是無法證實。

如果不同的宇宙範圍有不同的物質運動規律,那麼這些星系質量也可以很小,而且我們附近天區的星系和那些遙遠的星系,可能只是同時存在於宇宙不同範圍內的星系,在年齡上不一定有現在天文學家認為的那麼大的差異,彼此也不一定有什麼必然的聯繫。

過去天文學家也的確發現了,太陽系外的星體和我們太陽系的運動規律可能不一樣而不得不人為引入了暗物質的概念。◇
 

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