哈柏拍到迄今最远的原星系团 http://pansci.tw/archives/11210

英国剑桥大学与美国科罗拉多大学天文学家Michele Trenti等人利用哈柏太空望远镜（
Hubble Space Telescope）的BoRG近红外巡天观测（Brightest of Reionizing Galaxies
）资料，发现一个还在发展初始阶段的星系团（cluster of galaxies），经测量距离後
，确定它是迄今已知距离最远的原星系团（protocluster of galaxies）。这个发现，确
定现行星系团形成理论是正确的。

天文学家在这份哈柏的近红外巡天观测中，总共发现了5个挤在一块儿的星系（右上图中
圆圈圈起处，图片右方是各星系的放大影像），各星系之间的距离相当於我们银河系、仙
女座星系（M31）和其他数十个矮星系所组成的本地星系群（Local Group）中、各星系之
间的距离。Trenti等人根据星系颜色判定这几个星系大约位在距离地球约131亿光年远之
处（红移值z约为8），是宇宙早期最明亮的星系之一；不过精确的距离，还需依靠後续精
确的光谱测量才能确定。它们所在之处，仅相当於大霹雳後约6亿年左右的时间，因此都
相当年轻。这个时间，差不多是第一代恒星形成而将氢雾吹散，使宇宙恢复「透明」的再
游离时期（reionisation）。

星系团是宇宙中最大的重力结构，数百到数千个星系因重力束缚而互相牵绊。这个仍在发
展中的星系团，或称原星系团，还处在星系们才刚开始要相聚成群的星系团最早期阶段，
或许就是现今宇宙最大的星系团的前身，例如有2000多个成员星系的室女座星系团（
Virgo cluster）等。

研究不同距离的星系团，等於在了解处在不同演化时期的星系团状况。无论距离远近，宇
宙中绝大部分的星系非单独存在，而是位在大一点的星系团或小一点的星系群中。但是由
於原星系团非常遥远而昏暗，相当稀少而难以发现，遑论要进行研究。为了要找到这些稀
有的原星系团，天文学们除了扩展搜寻区域外，还得碰点运气，才能有所发现。所以，这
个原星系团BoRG-58的发现，让Trenti等人相当兴奋。

由於原星系团遥远而昏暗，所以Trenti等人只专注在搜寻星系团中最亮的那些星系；这些
明亮的星系就像告示牌一样，标示著星系团成长之所在。从电脑模拟结果，这些天文学家
预期宇宙早期的星系本就会聚集在一起。因亮度与质量有关，最亮的星系，通常就是发展
中的星系团所在之处。这些强力灯塔，通常在暗物质团最密集的中心处发现，而暗物质的
数量直接影响星系的成长，因此Trenti等人认为应该还有许多比较小、比较暗的星系分布
在暗物质团中的其他各处，只是因为太暗了而观察不到。

哈柏所拍到的这5个亮星系的直径约为银河系的1/2到1/10不等，可是星系的总亮度却与银
河系相去无几，显示这些明亮的大质量星系藉由与其他星系合并过程来汇聚大量气体。
Trenti等人利用电脑进行模拟，结果显示这几个星系最後会互相合并，形成如同室女座星
系团中心的M87星系那样最明亮、最巨大的椭圆星系。所以，这个观测结果显示星系与星
系团的建造成长，并非稳定而缓慢的过程，而是经由一连串的汲取气体、碰撞合并等剧烈
过程而成长。

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