天文学家发现迄今最远星系

来源：中国科学报

哈勃空间望远镜再破最遥远星系观测纪录。图片来源：NASA/ESA/P.Oesch(Yale)

　　一个国际天文学家小组借助哈勃空间望远镜（Hubble），发现了一个距离地球约134亿光年的星系，从而彻底打破了刚刚于去年创造的最遥远星系纪录。换句话说，由于宇宙当前的年龄为138亿年，因此这个新发现的星系在前者不到其年龄的3%时便已经开始向外发光了。

　　研究人员发现，这些令人惊讶的耀眼恒星团的半径仅仅相当于银河系的4%，其中的大部分恒星在1亿年甚至更短的时间内便开始向外释放光线，而这些光线如今抵达了地球。

　　研究人员于当天在线并在即将出版的《天体物理学杂志》上报告了这一研究成果。

　　他们指出，这个名为GN-z11的星系是一个异常明亮的“婴儿星系”，位于大熊星座方向，其距地球约134亿光年意味着人们现在观测到的是它在宇宙大爆炸后4亿年时的样子。

　　天文学家计算后认为，这个年轻星系的质量约等于10亿颗太阳的质量——尽管这令人印象深刻，但GN-z11的大小还不到银河系的1/25，其中的恒星质量只有银河系的1%。

　　尽管很小，但GN-z11却在快速生长（或者说当时正在快速生长）：其形成恒星的速度大约是今天银河系的20倍。

　　根据现有的数据，天文学家无法对该星系中的单个恒星有更多的了解，但这样的恒星通常要比太阳大得多。

　　此前，该小组曾根据哈勃与斯皮策空间望远镜（Spitzer）的成像，利用光度技术通过滤镜测量不同波长的光线来估计GN-z11的距离。但在新研究中，他们借助Hubble 3号广角相机把光线分解成单色光，利用光谱方法第一次精确测量这个星系的距离，或者说红移。

　　由于宇宙膨胀，星系之间在互相远离。从地球上观测，来自其他星系的光线朝光谱的红端移动，波长变长，这种现象被称为红移。一般来说，红移值越大，星系距地球越远。

　　此次GN-z11的红移值为11.1，而此前两个纪录都是在去年被打破的，先是去年5月公布的EGS-zs8-1星系，红移值为7.73，距地球约131亿光年；后是去年9月公布的EGS8p7星系，红移值为8.68，距地球132亿光年。

　　研究人员说，这次发现已把Hubble的观测能力推到了最大极限，GN-z11作为最遥远星系的头衔估计可能要保持数年，打破这个纪录可能还要等到2018年才发射升空的Hubble继任者——詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）来实现。后者为直径6.5米的红外望远镜，主要用于对宇宙深处进行搜索。

　　Hubble是在地球轨道上并且围绕地球运转的空间望远镜，它于1990年4月24日在美国肯尼迪航天中心由“发现者”号航天飞机成功发射。Hubble的位置在地球的大气层之上，因此影像不会受到大气湍流的扰动，视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光，还能观测会被臭氧层吸收的紫外线，是天文史上最重要的仪器之一。它成功弥补了地面观测的不足，帮助天文学家解决了许多天文学上的基本问题，使得人类对天体物理有更多的认识。此外，Hubble的超深空视场则是天文学家目前能获得的最深入，也是最敏锐的太空光学影像。