暗物质环包裹的合并星系潜在孕育宜居行星

北京时间12月12日消息，据国外媒体报道，目前，英国科学家发现两个巨大星系，它们形成于宇宙早期阶段。

观测表明这两个原始星系形成于宇宙诞生之后的7.8亿年，大约是当前宇宙年龄的5%。这两个星系距离非常近，预计不久将合并形成一个迄今观测最大的星系，同时该星系也可能形成孕育生命的星球。

这项最新研究报告是由英国伦敦大学学院(UCL)发布的，有助于洞悉宇宙早期阶段大型星系合并的重要信息。科学家通过这项研究追溯了大型星系形成时期，以及暗物质对于宇宙中形成大型星系所起到的作用。

然而该研究结果与之前的理论观点相矛盾，之前理论认为，早期宇宙中的星系大小类似于现今我们所看到的小型、低质量矮星系，直至几十亿年之后，较大的星系才被认为存在。

这两个星系似乎经历了一系列活动变革，形成新的恒星，并潜在形成新行星。同时，这项发现还揭示一些极其巨大的星系依偎在一个更大的宇宙结构之中，是由太阳数万亿倍体积大小的暗物质环包裹。

科学家使用阿塔卡玛大毫波/次毫米波阵列望远镜(ALMA)发现了这两个星系，研究报告合著作者托马斯·格雷夫(Thomas Greve)博士说：“我们预计大爆炸之后几亿年形成的最早期星系是形成恒星和气体的‘金砖’，也许与我们在邻近宇宙空间所看到的矮星系存在相似之处，但是最新发现的这两个星系却完全不同。”

他还指出，我们ALMA观测结果显示，在宇宙形成仅几亿年的时期，一颗巨大的星系系统存在着大量正在形成之中的恒星结构、气体和灰尘，表明这些形成恒星和气体“金砖”能以非常快的速度合并为更大的星系。事实上，像这样如此大型质量的星系存在，其周围必然会有大量暗物质，该实例是宇宙早期历史的极限现象，有助于我们更好地理解星系的形成和进化。

这两个星系相隔距离非常近，不足地球至银河系中心的距离，它们所处的时期被称为“再游离时代(Epoch of Reionisation)”。

“再游离时代”中大部分星际空间充满了冷氢气模糊薄雾，伴随着更多恒星和星系形成，它们的能量最终会使星系之间的氢气电离化，使其清晰地呈现出现今所看到的宇宙结构。

研究报告合著作者、美国亚利桑那大学唐·马罗内(Dan Marrone)教授强调称，我们通常认为，这是较小星系努力咀嚼中性星系介质的时期。结合ALMA望远镜的观测结果，将有助于重新理解星系形成理论，以及追溯探索宇宙最早出现超大质量星系的时间。

这两个星系被共同称为“SPT0311-58”，图中是从哈勃太空望远镜背景(蓝色和绿色)下，呈现的这两个星系被共同称为“SPT0311-58”星系(橙红色)。　　

这些最初观测结果表明，该天体非常遥远，在红外光线下明亮发光，这意味着“SPT0311-58”充满大量灰尘，很可能正处于恒星爆炸式诞生时期。使用ALMA望远镜的后续观察显示，这是距离地球非常遥远，彼此交互的一对星系。

为了进行更深入观测，ALMA望远镜从引力透镜获得一些帮助，这为望远镜提供了一个观察推动力。当一个超级巨大的天体，例如：星系或者星系团将遥远星系的光线弯曲时，引力透镜就形成了。

科学家发现研究天体的外观的确出现了扭曲，当它以不变的状态出现时，需要复杂的计算模型重建该图像。这种“去透镜化过程”提供了星系的一些有趣细节，表明这两个星系中较大的一个，每年能够孕育2900多颗恒星。

同时，这两个星系还包含着大约4400亿倍太阳质量的气体，以及接近40亿倍太阳质量的灰尘。天文学家认为，该星系快速形成恒星很可能是由于它的较小同伴星系亲密接触导致的。

专家使用ALMA望远镜发现这两个星系，这是距离地球非常遥远，彼此交互的一对星系。

预计这两个星系存在着大约250亿颗太阳质量等级的恒星，并且以每年形成540颗太阳质量等级的恒星的速度爆炸式增长。研究人员指出，“再游离时代”的星系比我们邻近宇宙所看到的星系更加散乱。

这种更加散乱外形是由于大量气体分布，并且正在发生交互反应，与邻近星系发生合并。最新观测结果有助于研究人员推断出两个星系周围存在一个真实巨大的暗物质环。

暗物质提供了引力牵引力，导致宇宙坍缩形成星系、星系团等结构，通过将计算结果与当前宇宙预测进行对比预测，研究人员发现暗物质环是当时可能存在的最大规模的暗物质结构之一。

目前，研究人员使用南极望远镜发现更多的星系，目的是更好地了解这些星系是如何在相互结合过程中形成的。完整的研究发现结果发表在《自然》杂志上。