哈勃发现年轻的“死亡星系”，星系演化理论面临挑战

艺术家描绘的MACS2129-1星系（下）。它既年轻，却又即将死去。图中将其和银河系（上）作了比较。虽然它的质量比银河系大三倍，大小却只有后者的一半。MACS2129-1的自转速度也极快，是银河系的两倍以上。银河系的色泽偏蓝，因为其内部存在着许多产星区；而MACS2129-1却已经老去，不再有新的恒星补充，整体呈黄色。NASA / ESA

大自然为我们提供了许多高级镜头。哈勃太空望远镜最近利用这些高级镜头又获得了一个令人惊叹的发现。天文学家在大爆炸发生后仅几十亿年的早期宇宙中，首次发现了一个看上去小巧，实则拥有巨大质量的星系。这个星系的自转非常快，且呈圆盘状，而最令人惊讶的是，它已经是一个即将死亡的星系。其内部已经不再有新的恒星诞生。

这一发现使得当前的大质量星系形成演化理论面临挑战。

天文学家原本期待能够在这个星系内看到星系融合导致的无序状态，恒星理应是在这样的环境中产生的。但结果却发现这些恒星都存在于稳定的扁平盘面中。

如同一台大自然的望远镜，前景星系团放大增亮并扭曲了背景星系MACS2129-1的影像。顶端和中间方框内的是被引力透镜扭曲放大的星系影像，而底部方框内是经过重建的星系影像，接近于星系真正的形态。星系色泽偏红的原因就是红移。NASA / ESA

这是人类第一次获得最早一批“死亡星系”的直接观测证据。所谓“死亡星系”，就是指那些不再有新恒星形成的星系。星系通常都是以某种方式从银河系般的盘状朝着今天我们所见的巨型椭圆星系演化的。

这一发现之所以令人惊讶，是因为通常是椭圆星系含有大批衰老恒星，而旋涡星系多含年轻的蓝星。因此这些早期的死亡盘状星系中至少有一部分可能经过了程度较大的改头换面。它们在逐渐演化成椭圆星系的过程中，不仅在结构上发生了改变，其中的恒星运动方式也发生了改变。

这一发现迫使天文学家从宇宙角度来反思早期星系衰亡的方式，以及它们是如何演变成今天的椭圆星系的。也许早期的死亡星系实际上就是圆盘形的。

此前对这些遥远死亡星系的研究表示它们的结构可能和它们终将变成的椭圆星系相似。要对这一理论假设进行确认需要有更多更强大的太空望远镜才行。而通过对引力透镜现象的利用，哈勃看到了这些死亡星系中心的样子。

这个遥远的星系质量是银河系的三倍，但规模却只有一半。ESO甚大望远镜阵列的自转速度测定结果表明，这个盘状星系的自转速度是银河系的两倍以上。

为何这个星系不再有新的恒星形成仍是个谜。也许是因为它有一个活跃的星系核。隐藏在那里的超大质量黑洞喷出巨大的能量，导致星系中的气体变热或被逐出星系，使得那里变得不再适合孕育恒星。也有可能是因为有寒冷的气体流涌入星系，它们因被快速压缩而升温，导致星系中的气体无法冷却成适合恒星诞生的星云。

而这些年轻的大质量盘状星系又是如何演变成今天我们所见的椭圆星系的呢？答案可能在于融合。大批小型伴星系，会从不同的角度和方向融入星系，星系内恒星的轨道因此变得不再规律。

这一发现发表在6月22日的《自然》杂志上。