天文学家发现30亿光年外的“化石星系”配先查-官网
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经过雅格布·普里斯科，CNN
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美国东部时间2025年7月8日星期二下午12:03更新
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一个国际研究小组使用亚利桑那州的大型双目望远镜，发现了一个名为KiDS J0842+0059的遥远星系，它几十亿年来一直保持不变，就像一个宇宙化石。
LBT天文台
美国有线电视新闻网 —
天文学家观察到了一个70亿年来保持不变的星系-这在宇宙中是罕见的-让我们得以一窥宇宙历史，并为一个被称为遗迹或“化石星系”的神秘物体集合增添了一笔
这些奇怪的空间星系是在恒星密集形成的初始阶段后，脱离了它们预期的进化路径。当其他星系扩张并相互融合时，化石星系实际上保持不活跃。像天体时间胶囊一样，它们提供了古代宇宙的快照，并允许天文学家检查星系形成的机制。
新发现的化石星系——命名为KiDS j 0842+0059——大约30亿光年从地球，使它成为最遥远的和第一个在本地宇宙之外观察到的同类物体，本地宇宙是距离地球最近的空间区域，半径约为10亿光年。它是由意大利国家天体物理研究所(INAF)领导的天文学家团队利用亚利桑那州大型双目望远镜的高分辨率成像发现的。
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化石星系KiDS J0842+0059是用VLT巡天望远镜(左)观察到的，用亚利桑那州的大型双筒望远镜(右)以更高的分辨率观察到的。
C.托尔托拉/INSPIRE/VST/ESO/LBT
“遗迹星系，只是碰巧，没有与任何其他星系合并，随着时间的推移或多或少地保持完整，”INAF的研究员、该发现研究的第一作者克雷森佐·托尔托拉说出版5月31日发表在《皇家天文学会月报》上。“这些物体非常罕见，因为随着时间的推移，与另一个星系合并的概率自然会增加。”
非常紧凑，非常庞大根据该研究的合著者之一、英国牛津大学研究员Chiara Spiniello的说法，天文学家认为最大质量的星系分两个阶段形成。
“首先，有一个恒星形成的早期爆发，一个非常快速和剧烈的活动，”她说。"我们最终得到了非常紧凑和小巧的东西，这就是这个遗迹的前身."
她补充说，第二阶段是一个漫长的过程，在这个过程中，距离很近的星系开始相互作用，合并并相互吞噬，导致它们的形状，大小和恒星数量发生非常剧烈的变化。“我们将遗迹定义为几乎完全错过第二阶段的物体，在第一阶段形成了至少75%的质量，”Spiniello解释道。
化石星系的明显特征是它们非常古老、致密，比我们的星系更加古老、致密。
“它们包含(数十亿)像太阳一样大的恒星，它们没有形成任何新的恒星——它们基本上什么也没做，它们是非常古老的宇宙的化石记录，”她说。“它们形成于宇宙非常非常年轻的时候。然后，由于一些我们还不知道的原因，他们没有互动。他们没有和其他系统融合。它们不受干扰地进化，并且保持原样。”
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牛津大学天体物理学教授Michele Cappellari说，化石星系至关重要，因为它们与数十亿年前存在的巨大星系有直接联系 他没有参与这项研究。“作为'活化石’，它们避免了大多数其他大质量星系经历的混乱合并和增长。研究它们使我们能够重建宇宙在其婴儿期的条件，并理解恒星形成的最初爆发，”他说。
他补充说，是什么导致这些星系如此突然地停止形成恒星是一个主要问题。“来自本地和(遥远)观测的证据表明，来自超大质量黑洞的反馈可能是负责任的，”卡佩拉里说。“这些黑洞可以产生强大的风，驱逐或加热星系中的气体，阻止进一步的恒星形成。然而，这仍然是一个活跃的研究领域。”
不确定的未来科学家最初在2018年通过使用VLT巡天望远镜(VST)在智利的帕拉纳尔天文台。那次观察显示，该星系由非常古老的恒星组成，但只提供了对其质量和大小的估计，因此需要更详细的观察来确认它是一个遗迹。用于确认的大型双筒望远镜可以提供非常清晰的图像，因为它能够补偿大气湍流，否则地球望远镜很难聚焦遥远的物体。
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大型双筒望远镜的自适应副镜纠正了视觉扭曲，使化石星系的发现成为可能。
雷纳托·塞里索拉
新发现的化石星系加入了少数几个在相同细节水平上被观察到的其他星系的行列，其中最原始的一个被称为NGC 1277确认的哈勃太空望远镜拍摄的照片。
NGC 1277和KiDS J0842+0059非常相似，但后者距离地球要远得多。根据Spiniello的说法，它几乎完全符合化石星系的定义。
“这就是我们所说的极端遗迹，”她说，“因为几乎所有或99.5%的恒星都是在宇宙时间的早期形成的，而这个星系在那之后什么也没做。”
Spiniello补充说，化石星系有恒星和行星，就像我们的星系一样，但它密度更大。“在一个非常非常小的空间里会有更多的星星，所以会非常拥挤，”她说。“找到像我们这样的太阳系会困难得多，因为有许多行星绕着它转，只是因为附近有伴星干扰的机会。”
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KiDS J0842+0059在观测者看来就像30亿年前一样，因为这是来自银河系的光到达地球所需的时间。Spiniello假设遗迹可能会永远保持原样，但科学家们不能确定，因为他们仍然不知道是什么阻止它与其他星系相互作用。
“一定有什么东西阻止它们融合，但不知道是什么，我们就无法真正预测未来会发生什么，”Spiniello说。
'百万分之一'拉古纳大学(Universidad de La Laguna)和西班牙加那利群岛天文研究所(Instituto de astro fíSICA de Canarias)的河外天文学家塞巴斯蒂安·科默龙(Sébastien Comerón)表示，很难识别化石星系并确认它们的性质，部分原因是与银河系等常规星系相比，它们相对罕见且较小。他说，确认一个遥远的遗迹星系是用来识别这些物体的搜索策略和现代仪器的功劳。
“遗迹星系是神秘的，”没有参与这项研究的Comerón在一封电子邮件中补充道。"现在有几个星系是第一批大星系未被触及的遗迹，这个事实需要解释."
天文学家不能肯定地说这些遗迹有多罕见，但Spiniello估计在宇宙的所有星系中可能有“百万分之一”。这鼓舞Spiniello说，该项目旨在寻找和编目化石星系，并发现了KiDS J0842+0059，已经确定了几十个其他候选星系，正在进行进一步的审查。
发现你的世界超越标题，探索最新的科学成就和迷人的发现. 注册美国有线电视新闻网的惊奇理论科学时事通讯.新的仪器可以使这种探索更加有效。Spiniello和Tortora都对Euclid感到兴奋，这是欧洲航天局于2023年发射的望远镜，目标是探索暗物质和暗能量也将有助于观察化石星系。
“欧几里得将是变革性的，”Spiniello说，“因为它的宽天空巡天配置将覆盖更多，而不是一次观察一个物体。这个想法是在一片天空中找到所有的星系，然后分离出所有超致密的星系。如果你这样做了，那么你就可以实际估计(化石星系)有多稀有。”
卡佩拉里在一封电子邮件中说，在这样的距离上确认遗迹星系KiDS J0842+0059是一项了不起的成就，这个领域的未来非常有希望。“有了像詹姆斯·韦伯和欧几里德这样的强大的新望远镜(几个月前刚刚产生了第一批图像)，以及地面上先进的自适应光学系统配先查-官网，我们可以期待在更远的距离发现和研究更多的这些遗迹。”
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