躲貓貓！從奇妙小星系管中窺豹，看宇宙早期古老歷史

在「躲貓貓星系」中，比氫和氦（宇宙中最輕、最早形成的兩種元素）更重的元素含量處於較低的水平。天文學家們將比氫和氦更重的元素比作「金屬」，這些元素往往需要在更加遙遠的地方才能發現。因此，早期星系通常被描述為「極度貧金屬」。

宇宙大爆炸之後，整個宇宙的主體曾有過一段短暫的形成過程，而HIPASS J1131–31就是一個與該時期形成的星繫緊密關聯的例子。

該研究的合著者、太空望遠鏡科學研究所的天文學家加甘迪普·阿南德在一份報告中表明：

「發現躲貓貓星系就像發現了通向過去的一扇窗戶，早期的宇宙已經無從尋找，但通過研究躲貓貓星系的極端環境和其中星球，我們得以管中窺豹。」

小型星系HIPASS J1131-31從前景星TYC 7215-199-1的眩光後面悄悄探頭，銀河系恆星TYC 7215-199-1橫亘在哈勃望遠鏡的視域與這處小型星系之間。（圖源：NASA/ESA/Igor Karachentsev (SAO RAS)/Alyssa Pagan (STScI)）

在宇宙的早期，宇宙中幾乎一切都是由氫和氦組成的。這些輕元素形成於宇宙大爆炸後不久，當時的宇宙在經歷膨脹和冷卻後，終於到達了狀態，於是電子和質子結合併形成第一個原子，從而形成第一個化學元素。

這些元素形成了最初的恆星，這些恆星在其生命周期中形成了更重的元素。當第一代極度貧金屬的恆星到達生命的盡頭並爆炸時，它們將這些重元素傳播到整個宇宙中，成為下一代恆星的基石。

隨著這一過程在宇宙歷史中不斷重複，隨後的每一代恆星中重元素含量越來越高，並創造了我們今天在整個宇宙鄰域看到的富含金屬的宇宙。

在早期恆星中形成的這些較重的組成部分（特別是碳、氧、鐵和鈣），也會成為生命的基本元素。

宇宙大爆炸理論的模擬插圖，顯示星系向外爆炸。（圖源：Getty Images）

儘管我們一般默認早期和遙遠的星系默認是貧金屬的，但先前也在離銀河系更近的地方發現了極端貧金屬星系：我們所在的星系。

與那些星系不同的是，躲貓貓星系內似乎並沒有古老的恆星群，因而也缺乏貧金屬恆星。此外，躲貓貓星系距離地球只有20光年左右，而其他貧金屬的年輕星系與地球的距離往往是其兩倍。

20年前，研究合著者貝爾·科里巴爾斯基教授在帕克斯中性氫巡天收集的數據中首次發現了矮星系HIPASS J1131-31，對天文學家來說，它乍看之下並無特別之處。美國國家航空航天局的太空星系演化探測器（現已停用）在遠紫外光下進行了觀測，揭示了躲貓貓星系的本質是一個奇怪的緻密藍矮星系。

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「起初，我們沒有意識到這個小星系有多特別，」科里巴爾斯基說。「現在，通過哈勃太空望遠鏡、南非大型望遠和其他望遠鏡的綜合數據，我們知道躲貓貓星系是迄今為止探測到的最貧金屬的星系之一。」

哈勃能夠在矮星系中分辨出大約六十顆恆星，這些恆星的年齡都不超過幾十億年。天文學家隨後使用南非大型望遠發現了躲貓貓星系貧金屬的性質，揭示了它是在局部宇宙中探測到的最年輕、化學物質含量最低的星系之一。

由於附近宇宙已經進化了130億年，躲貓貓的貧金屬特質意味著它絕對非同尋常，天文學家對這個矮星系還有很多需要了解的地方。

哈勃望遠鏡的觀測是調查每一個已知的附近星系時必不可少的一部分，為了改進哈勃觀測收集的HIPASS J1131-31的快照，天文學家現在將使用詹姆斯·韋布太空望遠鏡和哈勃一起觀測星系。

希望這將有助於揭示更多關於恆星數量以及它們的金屬含量的信息。

阿南德總結道:「由於躲貓貓星系離我們很近，我們有機會對它進行詳細觀察，從而有可能看到類似早期宇宙的環境，其中的細節程度必然是前所未有的。」

該團隊的研究已在《英國皇家天文學會月報》發表。

相關知識

星系是由恆星、恆星遺骸、星際氣體、塵埃、暗物質通過引力相互綁定的系統。這個詞來源於希臘語galaxias (γαλαξίας)，字面意思是「乳白色的」，指包含太陽系的銀河系。星系平均估計有1億顆恆星，大小不等，從不足1億顆的矮星，到已知最大的星系——擁有100萬億顆恆星的超巨星，每個星系都繞著星系的質心旋轉。一個典型星系的大部分質量以暗物質的形式存在，只有百分之幾的質量會以恆星和星雲的形式可見。超大質量黑洞往往存在於星系中心，這也是星系的普遍特徵。

BY:Robert Lea

FY:洲

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