参考消息网3月17日报道阿根廷布宜诺斯艾利斯经济新闻网2月21日题为《太空大讨论:科学家讨论宇宙中到底有多少星系》的文章 , 全文摘编如下:
在远离大城市灯光的地方抬头仰望夜空 , 可以看到宇宙的壮丽 , 数以百万计的恒星装点着我们的银河系 , 而其他星系中还存在数以十亿计的恒星 。
这些“居住”在宇宙中的海量恒星聚集在不同的星系中 , 这些星系是气体、尘埃和数以十亿计的恒星及其子星系的聚合体 , 它们在引力的作用下聚集在一起 。
测算不易
正如我们知道有多少行星在围绕我们的太阳运行 , 并且我们估算出了银河系中有多少个“太阳”一样 , 科学家们提出的问题是:可见的宇宙部分中有多少个星系?数清它们似乎是一项不可能完成的艰巨任务 。 光有望远镜是不够的 。 需要空间望远镜和计算机计算相结合才能得出估算值 , 而估算值也可能会受到质疑 。
在过去的20年里 , 哈勃太空望远镜拍摄的非常深远的图像发现了无数光芒微弱的星系 , 它们发出的光几乎无法到达我们的观测范围 。 这个可观测的宇宙部分总共包含大约1000亿个星系 。
1995年 , 天文学家将哈勃太空望远镜对准了大熊座空旷的区域 , 并收集了10天的观测数据 。 根据州立韦伯大学的数据 , 仅在一张图像中估计就有3000个微光星系 。 这张合成图像被称为“哈勃深空场” , 是当时宇宙中所能观测到的最远图像 。
在哈勃望远镜的仪器得到改进(得益于多项太空任务对其仪器进行了升级)后 , 天文学家重复了两次这种实验 。 在2003年和2004年 , 科学家们创造出了“哈勃超深空场” , 通过一百万秒的曝光 , 在天炉座的一个小点中发现了大约10000个星系 。 2012年 , 科学家们再次使用改进后的仪器 , 用哈勃望远镜观测了超深空场的一部分 。 即使在这个更狭窄的视野中 , 天文学家也能够探测到大约5500个星系 。 研究人员将此称为“哈勃极深场” 。
“哈勃极深场”涵盖了距离我们最远达到120亿光年的星系 。 我们认为 , 它们在大爆炸后不到20亿年时就存在了 。 然后 , 天体物理学家计算了那个狭窄视野内的星系数量 , 并将这个数字外推到整个宇宙 , 前提是假设宇宙在各个方向上看上去都一样 , 最终得到了1200亿这个数字 。 “但随着太空望远镜技术的进步 , 这个数字可能会增加到2000亿左右 。 ”美国太空望远镜科学研究所的天体物理学家马里奥·利维奥说 。
不断演化
但在2016年 , 由英国诺丁汉大学天体物理学教授克里斯托弗·孔塞利切领导的一个国际研究团队称 , 星系数量的实际数字远大于此 , 至少接近2万亿个 , 这是之前所认为的20倍之多 。
孔塞利切在《天体物理学杂志》季刊上发表的论文中指出:“目前的天文技术使我们只能研究这些星系中的一小部分 , 只有10%左右 。 这意味着我们宇宙中超过90%的星系尚未被发现 , 只有在研制出更大更强的望远镜后才能看到它们 。 ”该季刊是世界领先的天文学研究杂志 , 致力于刊载天文学和天体物理学的最新发展、发现和理论 。
这一成果对星系的形成研究有明显的影响 。 孔塞利切的研究成果是15年辛勤工作的结晶 。 他的团队对分布于世界各地的望远镜 , 尤其是哈勃望远镜拍摄的深空场图像进行3D处理 , 以计算一个又一个小块空间中星系的数量和密度 。 这项艰苦的研究使他能够计算出我们在计数时遗漏了多少星系 , 就像一种“星际考古挖掘”一样 。
孔塞利切说:“这非常令人惊讶 , 因为我们知道在138亿年的宇宙演化过程中 , 星系一直在通过新恒星形成和与其他星系合并而增长 。 因此 , 发现过去实际上曾有更多的星系 , 意味着以前应该发生过星系的重大演化 , 从而通过它们之间的广泛合并来减少至现在的数量 。 这也让我们验证了宇宙中自上而下的结构形成模式 。 ”
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