人类发现的最远外星系

pp13889110320

我们人类所在的地球和整个银河系相比，就如同沙滩上的一粒沙。而银河系和广袤的宇宙相比，也只是辽阔海洋中的一座岛屿。宇宙中有相当多和银河系一样的独立星系。据估计，到目前为止人类观测到的星系有一千多亿个，它们分散在整个宇宙之中，好像海洋中星罗棋布的岛屿一样，被人们形象的称为“宇宙岛”。它们中有的离我们较近，可以清楚地观测到它们的结构；有的非常遥远，即便用现在最先进的天文望远镜也很难发现它们的踪迹。

　　观测和研究河外星系，可以认清宇宙的组成，弄清宇宙的历史，预测宇宙的未来，从而可以更好的了解我们生活的环境。通过观测哈勃红移，我们可以知道恒星和星系与地球之间的距离，以及它们远离我们的速度，这样就可以追溯宇宙的最初状态。众所周知，我们之所以能够看到一个物体，是因为我们的眼睛捕捉到了它本身发射的光或者反射的光，而光是有速度的。在地球上，光几乎是瞬间就被我们接收到了，而在宇宙尺度上，问题就变得复杂了。

　　可以说我们仰望星空，看到的是宇宙的历史。举例来说，半人马座的比邻星是除太阳之外距我们最近的恒星，而它发出的光需要4.22年才能到达地球，也就是说我们现在看到的比邻星是它4年前的样子。天文学家估计宇宙的年龄在140亿年左右，如果我们可以观测到更远的星系，那么我们就能够看到宇宙初期的样子，这无疑是个了解宇宙历史最直接的办法。但是观测如此距离的星系不是件容易的事。

　　随着人类观测手段的增强，我们对宇宙的观测视野在不断扩大。最先被我们认识的河外星系有大麦哲伦云和小麦哲伦云——在16世纪初由葡萄牙航海家麦哲伦发现，由于距离我们很近，肉眼就能看到它们。M31星云（仙女座大星云）的发现在天文史上有着重要地位，它使人们开始认识到河外星系并开始河外星系的探索和研究。

　　到了20世纪20年代，有着“量天尺”之称的造父变星的发现，使人们可以准确的计算河外星系与我们之间的距离，人类对河外星系的认识进一步加深了。到20世纪70年代，人们有了射电望远镜，天文观测的视野更加广阔，可以看到离我们100亿光年远的星系。自太空望远镜——哈勃望远镜上天后，它带给我们许多遥远星系的信息。1998年10月，哈勃望远镜朝着比以前更远的空间和时间望去，发现了有可能存在120亿光年外的星系，这些星系是在宇宙刚诞生后不久形成的。

　　20世纪末，科学技术的不断进步，使我们拥有了一种叫“亚毫米共用辐射热测定仪阵列”的新型摄像仪，它使我们能更加深入地搜索遥远的宇宙空间并拍摄下它们的图像。也因此，人类拍下了迄今为止离地球最远的河外星系。

　　132亿光年外的河外星系

　　探索遥远的河外星系面临最大的问题是很难发现它们发射的光。在每一度的观测范围内，就有千百万颗恒星，在这些恒星发出的光中，暗淡的遥远星系藏匿于其它恒星的光芒中，使发现过程十分困难。而且其光波因宇宙的膨胀被拉长——即“红移”现象——绝大多数光线处于红外光谱。除此之外，最遥远星系所处的时代，宇宙并不是完全透明，充斥着氢雾，进一步增加了观测难度。天文学家观测最遥远的天体，这确实是一种挑战。

　　2009年，天文学家通过哈勃望远镜发现了一个距离地球极其遥远的星系，成为当时发现的距离地球最远的星系。从这个星系发出的光需要131亿年的时间才能到达地球，也就是说，这个星系与我们之间的距离为131亿年，我们看到它的样子是131亿年以前的样子——这时宇宙处于形成的初期，只有6亿年左右。该星系被命名为UDFy-38135539，它的发现对研究早期宇宙的状态有非常重要的意义。

　　根据大爆炸理论，在宇宙形成的初期，宇宙中充满了氢雾。杜伦大学的马克?斯文班克博士表示，这个古老星系UDFy-38135539发出的光不够强烈，无法清除氢雾的影响，因此其附近一定存在其他星系，在它们的帮助下，UDFy-38135539周围的太空才变成透明态。但是这些星系可能亮度更低，离我们更远，因此更难被我们发现。

　　到了2011年初，天文学家又一次利用哈勃望远镜，经过对观测数据的反复分析研究，确认发现了一个更加遥远的星系。这个被命名为UDFj-39546284的星系距地球为132亿光年，在对其光谱特性变化进行分析后，天文学家确定该星系诞生于大爆炸后的4.8亿年后。通过和UDFy-38135539的比较来看，UDFy-38135539的红移量为8.55，而UDFj-39546284的红移量达到了10.3，这也证明了UDFj-39546284距离我们更远。这一发现无疑使我们可以观测到的宇宙历史又向前迈了一大步。UDFj-39546284 成为了至今发现的距离人类最远的星系。

　　天文学家认为，哈勃望远镜已经被我们用到极致了。要想发现更远更古老的星系，我们需要借助更加先进的设备。美国航空航天局研制的詹姆斯韦伯太空望远镜即将发射升空，它让天文学家看到了希望——找到更远的星系，了解更年轻的宇宙。